طراحی سازه های نامتقارن بر اساس آرایش مناسب مراکز سختی مقاومت و جرمطراحی سازه های نامتقارن بر اساس آرایش مناسب مراکز سختی مقاومت و جرم

نژادعظيمیآرمينمقدم،سروقدعبدالرضا

آسیب پذیری ساختمانهای نامتقارن بارها در زلزله های گذشته به اثبات رسیده است .این در حالی است که روالهای طراحی این سازه ها در آیینامه های طراحی لرزه ای بر اساس رفتار خطی سازه ها بسط داده شده اند. در این مطالعه با در نظر گرفتن مرکز مقاومت بعنوان معیار وضعیت پچشی سازه ها در محدوده غیر خطی آرایش مناسب مراکز سختی ، مقاومت وجرم در سازه های یک طبقه و چند طبقه به نحوی

تعیین می گردند که عملکرد سازه بهبود یابد.

-مقدمه1

بر خالف فرض متداول مستقل بودن سختی از مقاومت،

مطالعات نشان می دهند که سختی اکثر المانهای باربر جانبی )بویژه المانهای بتن مسلح( تابع

مقاومت آنها بوده و مشخصه ثابت این المانها در خالل طراحی

تغییر مکان حد جاری شدن می باشد.

در هنگام تاثیر زلزله بر سازه لنگرهای پیچشی در اثر خروج از مرکزیت -Cm) در هنگام رفتار الستیک، خروج از مرکزیت مقاومت(Cm-Cr)سختی

Cv ) ازه شکلی در سر نیروهای اینرسی و در اثر خطدر هنگام رفتار غی(می گیرند.

آزمايشاتآزمايشات

- آرایش مراکز مورد بررسی5- وابستگی سختی به مقاومت در المانهای باربر جانبی3

پژوهشگاه بين المللیزلزله شناسی و مهندسی زلزله

-عوامل ایجاد لنگرهای پیچشی در 2سازه های نا متقارن

ساختمان نامتقارن بیمه خدمات درمانی -بم عملکرد

-آرایAش مناسAب مرکز برای پارامترهای 6خسارت متداول:

نتايجنتايج

Strength Eccentricity

CmCr Cv

CmCr Cv

Static Eccentricity

cm

Inertial moments (Dynamic Torsion)

Cm

به منظور تعیین آرایش مناسب - روش تعیین آرایش مناسب مراکز4مراکز از بین آرایش های متنوع

مراکز بر اساس روش ارائه استفاده PEERشده توسط مرکز

شد. بر این اساس با تهیه منحنی شکنندگی برای هر آرایش با مقایسه مستقیم

پارامترهای خرابی یا منحنیهای شکنندگی متناظر با پارامتر

خرابی آرایش مناسب مراکز تعیین گردید.

Model 5Balance

(ev/ed=0.25)

Cm

Cr Cv

D

Model 4Balance

(ev/ed=0.5 )

Cm

Cr Cv

D

Model 3Balance

(ev/ed=0.75)

Cm

Cr Cv

D

Model 2Stiffness Symmetric

(ev/ed=1)

Cm

Cr Cv

D

Model 6Strength Symmetric

(ev/ed=0)

Cm

Cr Cv

D

Model 7(ev/ed=-0.33)

Cm

Cr Cv

D

Model 8(ev/ed=-1)

Cm

Cr Cv

D

Model 1Symmetric

Cm

Cr

Cv

D-typeدر سازه های متشکل از المانهای با سختی تابع مقاومت )elements با تغییر مقاومت المانها فاصله مرکز سختی از مقاومت ثابت )

المانها (edبوده و برابر با خروج از مرکزیت تغییر مکان حد جاری شدن )می باشد. بنابراین آرایش متفاوت مراکز را می توان با نسبت خروج از

. به (ed( به خروج از مرکزیت جاری شدن نشان داد )evمرکزیت مقاومت )منظور بررسی آرایشهای مناسب مراکز و پارامتر های موثر بر آن پس از

مدل کلیدی نامتقارن به همراه یک مدل 7بررسی پیکربندی متنوع مراکز متقارن انتخاب شدند.

آرایش مناسب برای کنترل پارامترهای دوران طبقه، دریفت و دوران پالستیک

برابر با ev/edالمانها آرایش با نسبت می باشد این آرایش برای 0.25

پارامتر شکل پذیری نیاز آرایش با - می 1 حدودا برابر با ev/edنسبت بلشد.

y %0

14%

-7% 7%

-14%

0.0013

0.0018

0.0023

0.0028

0.0033

0.0038

0.0043

-3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00

PGA=0.35g

0.0110

0.0160

0.0210

0.0260

0.0310

0.0360

-3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00ev/ed

drift

-14

-7

0

7

14

PGA=0.25g

0.0080

0.0100

0.0120

0.0140

0.0160

0.0180

0.0200

0.0220

-3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00ev/ed

drift

-14

-7

0

7

14

0.0056

0.0076

0.0096

0.0116

0.0136

0.0156

0.0176

-3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00

PGA=0.55g

0.0180

0.0230

0.0280

0.0330

0.0380

0.0430

0.0480

0.0530

0.0580

-3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00ev/ed

drift

-14-7

0

7

14

PGA=0.45g

0.0140

0.0190

0.0240

0.0290

0.0340

0.0390

0.0440

-3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00ev/ed

drift

-14

-7

0

7

14

PGA=0.10g

1.00001.1000

1.20001.3000

1.40001.50001.6000

1.70001.8000

1.90002.0000

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

ev/ed

Drif

t TU

/Drif

t TB 0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

PGA=0.65g

1.0000

1.0500

1.1000

1.1500

1.2000

1.2500

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

ev/ed

Drif

t TU

/Drif

t TB 0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

PGA=0.45g

1.0000

1.0500

1.1000

1.1500

1.2000

1.2500

1.3000

1.3500

1.4000

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

ev/ed

Drif

t TU

/Drif

t TB 0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

PGA=0.35g

1.00001.0500

1.10001.1500

1.20001.25001.3000

1.35001.4000

1.45001.5000

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

ev/ed

Drif

t TU

/Drif

t TB 0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

PGA=0.65g

1.0000

1.0500

1.1000

1.1500

1.2000

1.2500

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

ev/ed

Drif

t TU

/Drif

t TB

0

5

10

15

20

PGA=0.35g

1.0000

1.1000

1.2000

1.3000

1.4000

1.5000

1.6000

1.7000

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

ev/ed

Drif

t TU

/Drif

t TB

0

5

10

15

20

PGA=0.20g

1.0000

1.2000

1.4000

1.6000

1.8000

2.0000

2.2000

2.4000

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

ev/ed

Drif

t TU

/Drif

t TB 0

5

10

15

20

PGA=0.10g

1.0000

1.2000

1.4000

1.6000

1.8000

2.0000

2.2000

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

ev/ed

Drif

t TU

/Drif

t TB

0

5

10

15

20

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

2.8

-1.60 -1.10 -0.60 -0.10 0.40 0.90 1.40ev/ed

(Duc

tility

TU

/Duc

tility

TB

)

0.15

0.2

0.25

0.35

0.45

0.55

0.65

0.75

g تا g0.05دوران طبقه برای شدتهای زمین لرزه از 0.75

00.0005

0.0010.0015

0.0020.0025

0.0030.0035

0.0040.0045

0.005

-1.80 -1.40 -1.00 -0.60 -0.20 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80ev/ed

Rad

0.050.10.150.20.250.350.450.550.650.75

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

-1.60 -1.10 -0.60 -0.10 0.40 0.90 1.40ev/ed

(Drif

t TU

/Drif

t TB

)

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.35

0.45

0.55

0.65

0.75

نسبت دریفت سازه نامتقارن به متقارن برای g 0.75 تا g0.05شدتهای زمین لرزه از

نسبت شکل پذیری نیاز سازه نامتقارن به متقارن g 0.75 تا g0.05برای شدتهای زمین لرزه از

- تاثیAر آرایAش مناسAب مراکAز در توزیع 8خسارت

و (LS)منحنی شکنندگی سازه های نامتقارن در سطوح عملکرد ایمنی جانی (CP)آستانه فروریزش

)مدل با آرایش مناسب با خط ضخیم نشان داده شده است.(

Drift (CP)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7g

Prob

abili

ty

model1-St1-LYmodel2-St1-LYmodel3-St1-LYmodel4-St1-LYmodel5-St1-LYmodel6-St1-LYmodel7-St1-LYmodel8-St1-LYmodel9-St1-LYmodel10-St1-LYmodel11-St1-LYmodel12-St1-LYmodel13-St1-LYmodel14-St1-LYmodel15-St1-LYmodel16-St1-LYmodel17-St1-LYmodel18-St1-LYmodel19-St1-LYmodel20-St1-LYmodel21-St1-LYmodel22-St1-LYmodel23-St1-LYmodel24-St1-LYmodel25-St1-LYmodel26-St1-LY

Drift (LS)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7g

Prob

abili

ty

model1-St1-LYmodel2-St1-LYmodel3-St1-LYmodel4-St1-LYmodel5-St1-LYmodel6-St1-LYmodel7-St1-LYmodel8-St1-LYmodel9-St1-LYmodel10-St1-LYmodel11-St1-LYmodel12-St1-LYmodel13-St1-LYmodel14-St1-LYmodel15-St1-LYmodel16-St1-LYmodel17-St1-LYmodel18-St1-LYmodel19-St1-LYmodel20-St1-LYmodel21-St1-LYmodel22-St1-LYmodel23-St1-LYmodel24-St1-LYmodel25-St1-LYmodel26-St1-LY

آرایش مناسب مراکز برای سطوح عملکرد باخسارت متوسط و زیاد مشابه بوده وحدودا

دچار تغییر نمی گردد.

- تاثیAر پارامترهای سAازه ای بر آرایش 7مناسب مراکز

- تا 14پاسخ دریفت مدلهای با آرایش متنوع مراکز برای خروج از مرکزیتهای جرمی %با تغییر توزیع جرم در پالن سازه آرایش مناسب مراکز %14

نسبت به مرکز جرم دچار تغییر قابل توجه نشده و تنها در خروج از مرکزیتهای جرمی قابل توجه اندکی به مرکز

مقاومت نزدیکتر می گردد.

باکاهش فاصله المانهای عمودی و کاهش شعاع ژیراسیون سختی مدلها حساسیت سازه به آرایش

مراکز افزایش می یابند اما آرایش مناسب مراکز دچار تغییر قابل توجه نمی گردند.

پاسخ دریفت مدلهای با آرایش متنوع مراکز برای مدلهای با آرایش متنوع المانهای متر20 تا 0عمودی با فاصله

با افزایش بعد مدلها در جهت نامتقارن حساسیت مدلها به آرایش مراکز افزایش قابل توجه می یابند ام مجددا

این تغییر تاثیر قابل توجه در آرایش مناسب مراکز به جا نگذاشته و آن را تغییر نمی دهد.

2 تا 0.5پاسخ دریفت مدلهای با نسبت عرض به طول