(etabs کمک هب جیاتن زیلانآ و یزاسلدم هژورپ هلزلز...

Etabs)به کمک مدلسازی و آنالیز نتایج پروژه(

درس مهندسی زلزله

حقیقی فر تهرانی زاده دکتر :راهنما تاداس (9024903تهیه و تنظیم: عرفان امینی )

1394دی ماه

فهرست مطالب

......................................................................... صورت پروژه -1 1

......................................................................... متن صورت پروژه -1-1 2

......................................................................... بارگزاری طبقات و بام -1-2 2

......................................................................... یپالن تقریب -1-3 3

......................................................................... حلیل و طراحی ساختمانت -2 4

......................................................................... بارگذاری ساختمان -2-1 5

......................................................................... طرح مبنای شتاب تعیین -2-2 6

......................................................................... (T) ساختمان تناوب رهود نییتع -2-3 6

......................................................................... (Bبازتاب ساختمان) بیضر نییتع -3-4 7

......................................................................... ( Iساختمان ) اهمیت بدست آوردن ضریب -2-5 8

......................................................................... (Rدست آوردن ضریب رفتار ساختمان)به -2-6 8

......................................................................... (Cزلزله ) ضریب تعیین -2-7 10

......................................................................... پایه برشی محاسبات نیروی -2-8 10

......................................................................... پالن کلی -2-9 13

......................................................................... محاسبات تحلیل سازه نرم افزار -2-10 16

......................................................................... و محاسبه مدهاتحلیل دستی قاب -3 18

......................................................................... جرم قاب در هر طبقه -3-1 19

......................................................................... محاسبه سختی ستون ها و مهاربند ها -3-2 19

21 ............................................................. فرکانس ها و پریودهای بدست آمده از تحلیل دستی -3-3

......................................................................... پریود ها و مودهای بدست آمده از نرم افزار -3-4 24

......................................................................... شکل مدها در نرم افزار -3-5 25

27 ............................................................ بدست آمده از نرم افزار با تحلیل دستیمقایسه نتایج -3-6

34 ......................................................................... طیفی قاب نالیزآ -4

35 ................................................. محاسبه جرم مودی، ضریب تحریک و جرم موثر در هرمد -4-1

......................................................................... هر مد و ترکیب آنهامحاسبه برش پایه برای -4-2 37

......................................................................... دبه جایی طبقات در هر م و ترسیم جاتعیین -4-3 37

......................................................................... تاریخچه زمانی آنالیز -5 39

......................................................................... معرفی شتاب نگاشت های استفاده شده -5-1 40

......................................................................... نرم افزاروارد کردن شتاب نگاشت ها به -5-2 42

......................................................................... مودار شتاب های طیفین -5-3 48

......................................................................... نمودار تغییرات برش پایه -5-4 54

......................................................................... تحلیل و مقایسه نمودارها -5-5 57

1

فصل اول

صورت رپوژه

عناوین فصل:

متن صورت پروژه -1-1 بارگزاری طبقات و بام -1-2 پالن تقریبی -1-3

2

متن صورت پروژه -1-1

بارگزاری طبقات و بام -1-2کیلوگرم بر سانتی متر 200متر مربع بار مرده و کیلوگرم بر سانتی 550بارگذاری طبقات مشتمل بر

مربع بار زنده خواهد بود.

کیلوگرم بر سانتی متر مربع 150کیلوگرم بر سانتی متر مربع بار مرده و 600همچنین طبقه بام نیز

بار زنده را تحمل خواهد کرد.

3

پالن تقریبی -1-3

4

فصل دوم

حلیل و طراحی ساختمانت :فصل عناوین

بارگذاری ساختمان -2-1 طرح مبنای شتاب تعیین -2-2

(T) ساختمان تناوب رهود نییتع -2-3

(Bبازتاب ساختمان) بیضر نییتع -2-4

( Iساختمان ) اهمیت بدست آوردن ضریب -2-5

(Rدست آوردن ضریب رفتار ساختمان)به-2-6

(Cزلزله ) ضریب تعیین -2-7

پایه برشی محاسبات نیروی -2-8

پالن کلی -2-9

محاسبات تحلیل سازه نرم افزار -2-10

5

بارگذاری ساختمان -2-1

می گیریم. %20ر زنده را توجه به جدول زیر ضریب مشارکت بابا

:وزن طبقات

Ws= وزن دیوار پیرامونی برای هر طبقه =(250 × 6 × 3.5) × 14 × 10−3 = 73.5 𝑡𝑜𝑛

24 × 18 × 550 × 10−3 = 237.6 𝑡𝑜𝑛=مرده برای هر طبقه وزن=DW

24 × 18 × 200 × 10−3 = 86.4 𝑡𝑜𝑛= وزن زنده برای هر طبقه=LW

ton 328.38=LW0.2+s+WDWوزن کل هر طبقه==iW

:وزن بام

Ws= وزن دیوار پیرامونی برای هر طبقه =(250 × 6 × 3.5/2) × 14 × 10−3 = 36.75 𝑡𝑜𝑛

24 × 18 × 600 × 10−3 = 259.2 𝑡𝑜𝑛=مرده برای هر طبقه وزن=DW

24 × 18 × 150 × 10−3 = 64.8 𝑡𝑜𝑛= وزن زنده برای هر طبقه=LW

ton 308.91=LW0.2+s+WDWوزن کل هر طبقه==iW

∑ 𝒘𝒊 = 𝟑𝟐𝟖. 𝟑𝟖 × 𝟓 + 𝟑𝟎𝟖. 𝟗𝟏 = 𝟏𝟗𝟓𝟎. 𝟖𝟏 𝒕𝒐𝒏𝒊=وزن کل ساختمانW=

: (چهارمزلزله)ویرایش 2800 نامه آیین در رفته کار معادل به استاتیکی روش به توجه با زلزله نیروی محاسبه

.uv CW

6

w :ثر لرزه ایوزن مو C.ضریب زلزله که از فرمول زیر بدست می آید :

u

ABIC

R

: Aمبنای طرح شتاب تسبن(ثقل شتاب به زلزله شتاب نسبت g)

: B می آید بدست طرح بازتاب طیف از که ساختمان بازتاب ضریب

: I ساختمان اهمیت ضریب

: R ساختمان رفتار ضریب

طرح مبنای شتاب تعیین -2-2

ها، آن خیزی لرزه خطر میزان اساس بر کشور، مختلف مناطق در طرح مبنای شتاب نسبت

.شود می تعیینزیر جدول شرح به

می باشد بنابر این : بسیار زیاددارای خطر نسبی زلزله کرمان 2800آیین نامه 1طبق پیوست

A=0.35

(T) ساختمان تناوب رهود نییتع -2-3

𝑯 = 𝟔 × 𝟑. 𝟓 = 𝟐𝟏 m

7

چون سازه دارای مهار بند همگرا است بنابراین: Xدر جهت

𝑇𝑥 = 0.05𝐻0.75 ⇒ 𝑇𝑥 = 0.05 × 210.75 ⇒ 𝑇𝑥 = 0.49 𝑠𝑒𝑐

چون سیستم مقاوم سازه قاب خمشی است بنابراین: yدرجهت

𝑇𝑦 = 0.08𝐻0.75 ⇒ 𝑇𝑥 = 0.08 × 210.75 ⇒ 𝑇𝑥 = 0.785 𝑠𝑒𝑐

(Bبازتاب ساختمان) بیضر نییتع -2-4

زیر روابط از استفاده با ضریب این. است زمین حرکت به ساختمان پاسخ نحوه بیانگر ساختمان بازتاب ضریب

شود : می تعیین

را انتخاب می کنیم. 2از جدول زیر زمین نوع

: Xدرجهت این پس بنابر

𝑇0 = 0.1 , 𝑇𝑠 = 0.5 ⇒ 𝑇0 < 𝑇 < 𝑇𝑠

𝑆0 = 1 , 𝑆 = 1.5

𝐵1 = 𝑆 + 1 = 2.5

𝑇 < 𝑇𝑠 ⇒ 𝑁 = 1 ⇒ 𝐵𝑥 = 1 × 2.5 = 2.5

: Yدر جهت

𝑇0 = 0.1 , 𝑇𝑠 = 0.5 ⇒ 𝑇 > 𝑇𝑠

8

𝑆0 = 1 , 𝑆 = 1.5

𝐵1 = (𝑆 + 1) (𝑇𝑠

𝑇) = 2.5 ×

0.50.785

= 1.59

𝑇𝑠 < 𝑇 < 4𝑠𝑒𝑐 ⇒ 𝑁 =0.7

4 − 0.5× (0.785 − 0.5) + 1 = 1.057

𝐵𝑦 = 𝐵1 × 𝑁 = 1.68

( Iساختمان ) اهمیت ضریببدست آوردن -2-5لذا . قرار دارد« ساختمان با اهمیت متوسط» 3و در گروه طبق جدول زیر به دلیل آنکه ساختمان مسکونی است

در نظر می گیریم. 1ضریب اهمیت را

(Rدست آوردن ضریب رفتار ساختمان)به-2-6

در ودموج اضافه مقاومت و نامعینی درجه پذیری، شکل قبیل از عواملی آثار گیرنده بر در ساختمان رفتار ضریب

وتمهیداتی که برای شکل پذیر کردن آن به کار ساختمان، باربر سیستم نوع به توجه با ضریب این. است سازه

برده شده است ، با رعایت بند های قید شده با توجه به جدول زیر بدست می آید.

.در نظر می گیریم 5.5ر را ضریب رفتا ویژه فوالدی است سازه دارای مهاربند همگرا Xدر جهت

در نظر می گیریم. 5سازه دارای سیستم قاب خمشی فوالدی متوسط است لذا ضریب رفتار را Yدر جهت

5.5

5X

Y

R

R

10

(Cزلزله ) ضریب تعیین -2-7 : Xدرجهت

𝐴 = 0.35 𝐵𝑥 = 2.5

𝐼 = 1

𝑅𝑥 = 5.5

: Yدرجهت

𝐴 = 0.35 𝐵𝑦 = 1.68

𝐼 = 1

𝑅𝑥 = 5

پایه برشی نیرویمحاسبات -2-8

=1950.81 tonوزن کل ساختمان

.uV CW

: Xدرجهت 0.159 1950.81 310.18 ton

XV

: Yدر جهت 0.118 1950.81 230.2 ton

YV

وردن برش پایه حداقل:آبدست

0.12 0.12 0.35 1 1950.81 81.93ton

UMinV A I W V

پس برش پایه قابل قبول است.

𝐶𝑥 =0.35 × 2.5 × 1

5.5= 0.159

𝐶𝑦 =0.35 × 1.68 × 1

5= 0.118

11

تراز طبقات ساختمان در برشی نیروی توزیع -2-8-1

الزم به ذکر است .میکنیم استفاده 2800 نییآ در ریزبرای توزیع نیروی جانبی زلزله در ارتفاع ساختمان از رابطه نامه اثر نیروی شالقی حذف شده و به جای آن توزیع نیرو از حالت خطی خارج شده که در ویرایش جدید آیین

است. را بدست آوریم. Kابتدا باید ضریب

0.5 0.75K T

0.5 0.49 0.75 0.995

0.5 0.785 0.75 1.143X

Y

K

K

1

.

.

ki i

n Uuik

j jj

W hF V

W h

:Fiدرتراز زلزله یجانب یروین i

Wiوارهاید وزن نصف و سربار از یبخش و سقف ن: وز

: Vهیپا برش یروین

h ارتفاع تراز سقف طبقه:i از تراز پایه

= وزن تمامی طبقات به جز بام381.48

=وزن طبقه بام 105-381.48 /2 =328.98

: Xدر جهت Xدر راستا

story hi (m) Wi (ton) Wi*hi^K ضریب Vu

1.000 3.500 328.380 1142.153 0.049 15.124

2.000 7.000 328.380 2276.404 0.097 30.143

3.000 10.500 328.380 3407.690 0.145 45.123

4.000 14.000 328.380 4537.056 0.194 60.078

5.000 17.500 328.800 5672.241 0.242 75.110

6.000 21.000 308.91 6389.107 0.273 84.602

sum 23424.650 1.000 310.180

12

: Yدر جهت

Yدر راستا

story hi (m) Wi (ton) Wi*hi^K ضریب Vu

1 3.500 328.380 1374.822 0.040 9.138

2 7.000 328.380 3036.154 0.088 20.181

3 10.500 328.380 4826.097 0.139 32.079

4 14.000 328.380 6705.035 0.194 44.568

5 17.500 328.800 8664.117 0.250 57.590

6 21.000 308.910 10026.021 0.289 66.643

SUM 34632.246 1.000 230.200

13

پالن کلی -2-9

14

کف ها پالن-2-9-1

15

Elevation B 2-9-2-

16

محاسبات تحلیل سازه نرم افزار -2-10Load Case/Combo FX

kgf FY kgf

FZ kgf

MX kgf-m

MY kgf-m

MZ kgf-m

Dead 0 0 1958817.31 23505807.76 -17629356 0

Live 0 0 496727.41 5960728.98 -4470546.73 0

EX -326097.15 0 0 0 -4841932 3913165.75

EY 0 -242009.2 0 3668379.74 0 -2178082.82

EPX -326097.15 0 0 0 -4841932 4304482.32

ENX -326097.15 0 0 0 -4841932 3521849.17

EPY 0 -242009.2 0 3668379.74 0 -2395891.1

ENY 0 -242009.2 0 3668379.74 0 -1960274.54

SX Max 170521.75 0 0 0 2425131.69 2046261

SY Max 0 113390.8 0 1550288.98 0 1020517.21

KOBE Max 2031781.73 1057072.5 0 13770507.02 28474139.83 21832932.33

KOBE Min -1738797.2 -1349735.09 0 -13705145 -26891545 -29079783

TABAS Max 2528961.29 780362.08 0 8514010.16 31352577.56 33864439.01

TABAS Min -2869811.69 -1119700.48 0 -8209183.89 -33519218 -32199376

imperial-valley Max 797611.89 356333.62 0 4385836.33 10241460.84 7436845.97

imperial-valley Min -587894.44 -346636.65 0 -4274907.11 -9060833.99 -8449748.3

Comb1 0 0 3193612.76 38323353.16 -28742515 0

Comb2 -273921.6 0 2579726.58 30956718.98 -27284762 3615765.15

Comb2-1 0 -203287.73 2579726.58 34038157.96 -23217539 -2012548.53

Comb2-2 -273921.6 -60986.32 2579726.58 31881150.67 -27284762 3066888.28

Comb2-3 -273921.6 -60986.32 2579726.58 31881150.67 -27284762 2409476.43

Comb2-4 273921.6 -60986.32 2579726.58 31881150.67 -19150316 -3507230.17

Comb2-5 273921.6 -60986.32 2579726.58 31881150.67 -19150316 -4164642.02

Comb2-6 273921.6 60986.32 2579726.58 30032287.28 -19150316 -3066888.28

Comb2-7 -273921.6 60986.32 2579726.58 30032287.28 -27284762 4164642.02

Comb2-8 -273921.6 60986.32 2579726.58 30032287.28 -27284762 3507230.17

Comb2-9 273921.6 60986.32 2579726.58 30032287.28 -19150316 -2409476.43

Comb2-10 -82176.48 -203287.73 2579726.58 34038157.96 -24437706 -1026430.76

Comb2-11 -82176.48 203287.73 2579726.58 27875280 -24437706 2998666.29

Comb2-12 82176.48 -203287.73 2579726.58 34038157.96 -21997372 -2998666.29

Comb2-13 82176.48 203287.73 2579726.58 27875280 -21997372 1026430.76

Comb2-14 -82176.48 -203287.73 2579726.58 34038157.96 -24437706 -660512.84

Comb2-15 -82176.48 203287.73 2579726.58 27875280 -24437706 2632748.38

Comb2-16 82176.48 -203287.73 2579726.58 34038157.96 -21997372 -2632748.38

17

Comb2-17 82176.48 203287.73 2579726.58 27875280 -21997372 660512.84

Comb2-18 0 -203287.73 1664994.72 23061375.57 -14984952 -2012548.53

Comb2-19 -273921.6 0 1664994.72 19979936.59 -19052175 3615765.15

Comb2-20 -273921.6 0 1664994.72 19979936.59 -19052175 2958353.3

Comb2-21 0 -203287.73 1664994.72 23061375.57 -14984952 -1646630.61

Comb2-22 -273921.6 -60986.32 1664994.72 20904368.29 -19052175 3066888.28

Comb2-23 -273921.6 -60986.32 1664994.72 20904368.29 -19052175 3066888.28

Comb2-24 -273921.6 -60986.32 1664994.72 20904368.29 -19052175 2409476.43

Comb2-25 -273921.6 -60986.32 1664994.72 20904368.29 -19052175 2409476.43

Comb2-26 273921.6 -60986.32 1664994.72 20904368.29 -10917730 -3507230.17

Comb2-27 273921.6 -60986.32 1664994.72 20904368.29 -10917730 -3507230.17

Comb2-28 273921.6 -60986.32 1664994.72 20904368.29 -10917730 -4164642.02

Comb2-29 273921.6 60986.32 1664994.72 19055504.9 -10917730 -3066888.28

Comb2-30 -273921.6 60986.32 1664994.72 19055504.9 -19052175 4164642.02

Comb2-31 273921.6 60986.32 1664994.72 19055504.9 -10917730 -2409476.43

Comb2-32 -82176.48 -203287.73 1664994.72 23061375.57 -16205119 -1026430.76

Comb2-33 -82176.48 203287.73 1664994.72 16898497.62 -16205119 2998666.29

Comb2-34 82176.48 -203287.73 1664994.72 23061375.57 -13764786 -2998666.29

Comb2-35 82176.48 203287.73 1664994.72 16898497.62 -13764786 1026430.76

Comb2-36 82176.48 203287.73 1664994.72 16898497.62 -13764786 1026430.76

Comb2-37 -82176.48 -203287.73 1664994.72 23061375.57 -16205119 -660512.84

Comb2-38 -82176.48 -203287.73 1664994.72 23061375.57 -16205119 -660512.84

Comb2-39 -82176.48 203287.73 1664994.72 16898497.62 -16205119 2632748.38

Comb2-40 82176.48 -203287.73 1664994.72 23061375.57 -13764786 -2632748.38

Comb2-41 82176.48 203287.73 1664994.72 16898497.62 -13764786 660512.84

قابل قبول است.با توجه به نتایج حاصله محاسبات دستی

18

فصل سوم

و محاسبه مداهتحلیل دستی اقب


جرم قاب در هر طبقه -3-1

محاسبه سختی ستون ها و مهاربند ها -3-2

فرکانس ها و پریودهای بدست آمده از تحلیل دستی -3-3

پریود ها و مودهای بدست آمده از نرم افزار -3-4

مدها در نرم افزارشکل -3-5

مقایسه نتایج بدست آمده از نرم افزار با تحلیل دستی -3-6

19

جرم قاب در هر طبقه -3-1

جرم طبقه بار دیوار بار زنده بار مرده مساحت طبقه

m^2 ton/m^2 ton/m^2 ton/m ton

1 432 0.55 0.2 0.25 86.25

2 432 0.55 0.2 0.25 86.25

3 432 0.55 0.2 0.25 86.25

4 432 0.55 0.2 0.25 86.25

5 432 0.55 0.2 0.25 86.25

6 432 0.6 0.15 0 81

(قاب در راستا مورد مطالعه 4) نمونه محاسبه سطر اول:

1جرم طبقه =432×(0.55+0.2)+0.25×2×(24+18)

4= 86.25 𝑡𝑜𝑛

[m]=

86.25 0 0 0 0 0

0 86.25 0 0 0 0

0 0 86.25 0 0 0

0 0 0 86.25 0 0

0 0 0 0 86.25 0

0 0 0 0 0 81

(ton)

[m]=

86.25 0 0 0 0 0

0 86.25 0 0 0 0

0 0 86.25 0 0 0

0 0 0 86.25 0 0

0 0 0 0 86.25 0

0 0 0 0 0 81

× 𝟏𝟎𝟑 (Kg)

اسبه سختی ستون ها و مهاربند هامح -3-2 به صورت زیر است yقاب طراحی شده در جهت

.را دارندتحمل بار جانبی نقش خمشی است لذا می توان گفت ستون هااز آنجا که سیستم مقاوم سازه ای قاب

20

با توجه به نرم افزار مقدار ممان اینرسی هر ستون به دست می آید.

(𝑚4) ممان اینرسی ستون

HE450A 0.000637

11 4

7

3 33.5

2 10 6.37 1012 12 3.57 10

L

EI NK

m

بنابراین سختی معادل می شود: م ستون ها یکسان استتما سختی

K=5 × 3.57 × 107 = 178500000=178.5× 106 N

m

21

:این ماتریس سختی به صورت زیر در می آیدبنابر

2 0 0 0 0

2 0 0 0

0 2 0 0

0 0 2 0

0 0 0 2

0 0 0 0

K K

K K K

K K KK

K K K

K K K

K K

6

357 178.5 0 0 0 0

178.5 357 178.5 0 0 0

0 178.5 357 178.5 0 010 N/m

0 0 178.5 357 178.5 0

0 0 0 178.5 357 178.5

0 0 0 0 178.5 178.5

K

مد به صورت دستی هر تناوب دوره و ها فرکانس تعیین کافیست ریشه معادله ی زیر را بیابیمبرای محاسبه ی فرکانس ها ،

det|[K] − [𝑚]ω2| = 0 فرکانس می باشد. ωماتریس جرم سازه و mماتریس سختی سازه، Kدر رابطه ی باال

نوشته شوند. N/mبر حسب Kو Kgبر حسب Mتوجه شود که برای رعایت تبدیل واحدها باید

های بدست آمده از تحلیل دستیودفرکانس ها و پری -3-3

w(rad/s) t(sec)

mode1 11.06933 0.567621

mode2 32.53363 0.193129

mode3 52.02692 0.120768

mode4 68.4027 0.091856

mode5 80.74141 0.077819

mode6 88.39383 0.071082

22

21 1 1

1

1.939

2.75911.07 ( ) 0

3.436

3.894

4.127

k m

22 2 2

1

1.485

1.21432.53 ( ) 0

0.319

0.737

1.417

k m

23 3 3

1

0.652

0.51952.03 ( ) 0

1.052

0.207

0.909

k m

24 4 4

1

0.259

0.94468.40 ( ) 0

0.509

0.811

0.722

k m

23

25 5 5

1

1.148

0.32380.74 ( ) 0

0.778

1.216

0.619

k m

25 56

1

1.775

2.14988.39 ( ) 0

2.043

1.48

0.578

k m

بردارهای مودیتشکیل ماتریس -3-3-1

1 1 1 1 1 1

1.939 1.485 0.652 0.259 0.148 1.775

2.759 1.214 0.519 0.944 0.323 2.149[ ]

3.436 0.319 1.052 0.509 0.778 2.043

3.894 0.737 0.207 0.811 1.216 1.48

4.127 1.417 0.909 0.722 0.619 0.578

A

24

ودار مودهای حاصل از تحلیل دستینم -3-3-2

0

5

10

15

20

25

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

MODE1 MODE2 MODE3 MODE4 MODE5 MODE6

25

شکل های بدست آمده از نرم افزارپریود ها و مود -3-4مود 6و Yمود برای جهت X،6مود برای جهت 6مود بدست می دهد ) 18برای سازه ی مورد بحث ، نرم افزار ،

به صورت زیر بدست می آیند و از آوردن Yمود مربوط به جهت 6( که پس از بررسی هر مود در پالن ، پیچشی مود غیر مرتبط صرف نظر می شود: 10

Mode Period

sec

1 2.027 MODE1Y

2 1.396 PICHESH

3 0.81 MODE1X

4 0.629 MODE2Y

5 0.37 PICHESH

6 0.298 MODE3Y

7 0.205 MODE2X

8 0.192 PICHESH

9 0.174 MODE4Y

10 0.133 PICHESH

11 0.119 MODE5Y

12 0.107 MODE3X

13 0.101 PICHESH

14 0.095 MODE6Y

15 0.083 PICHESH

16 0.08 MODE4X

17 0.063 MODE5X

18 0.053 MODE6X

همخوانی قابل قبولی دارد.همان طور که مشاهده می شود نتایج دستی با تحلیل کامپیوتری

26

Case

Mo

de

Pe

riod

UX

UY

UZ

Sum

UX

Sum

U

Y

Sum

UZ

RX

RY

RZ

Sum

RX

Sum

RY

Sum

RZ sec

Modal 1 2.0

27

0 0.774

1

0 0 0.774

1

0 0.230

8

0 9.20E-

06

0.230

8

0 9.20E-06 MODE1Y

Modal 2 1.3

96

9.27E

-06

1.25E-

05

0 9.28E

-06

0.774

1

0 1.79E-

06

9.28E

-06

0.7144 0.230

8

9.28E-06 0.7144 PICHESH

Modal 3 0.81 0.705

5

0 0 0.705

6

0.774

1

0 0 0.299 4.01E-

05

0.230

8

0.299 0.7145 MODE1X

Modal 4 0.6

29

0 0.123

7

0 0.705

6

0.897

8

0 0.477 0 9.70E-

07

0.707

8

0.299 0.7145 MODE2Y

Modal 5 0.3

7

0.0002 0 0 0.705

7

0.897

8

0 1.35E-

06

4.10E-

05

0.1944 0.707

8

0.2991 0.9088 PICHESH

Modal 6 0.2

98

0 0.0529 0 0.705

7

0.950

7

0 0.136

3

0 6.22E-

07

0.844

2

0.2991 0.9088 MODE3Y

Modal 7 0.20

5

0.2098 0 0 0.9155 0.950

7

0 0 0.438

4

0.0003 0.844

2

0.7374 0.9092 MODE2X

Modal 8 0.19

2

0.0003 0 0 0.915

8

0.950

7

0 1.16E-

06

0.0008 0.0546 0.844

2

0.7382 0.9638 PICHESH

Modal 9 0.17

4

0 0.0289 0 0.915

8

0.979

6

0 0.0932 0 1.73E-

06

0.937

4

0.7383 0.9638 MODE4Y

Modal 10 0.13

3

0.0004 1.26E-

06

0 0.9162 0.979

7

0 3.79E

-06

0.0011 0.0197 0.937

4

0.7394 0.9835 PICHESH

Modal 11 0.11

9

0 0.0154 0 0.9162 0.995 0 0.046

3

0 1.96E-

06

0.983

7

0.7394 0.9835 MODE5Y

Modal 1

2

0.10

7

0.053

2

0 0 0.969

4

0.995 0 0 0.153 3.46E

-05

0.983

7

0.8924 0.9835 MODE3X

Modal 1

3

0.10

1

4.01E-

05

2.72E

-06

0 0.969

4

0.995 0 9.29E-

06

0.0002 0.0109 0.983

7

0.8925 0.9944 PICHESH

Modal 1

4

0.09

5

0 0.005 0 0.969

4

1 0 0.0163 0 1.95E-

06

1 0.8925 0.9944 MODE6Y

Modal 1

5

0.08

3

0.0008 0 0 0.9702 1 0 0 0.0027 0.0055 1 0.8952 0.9999 PICHESH

Modal 1

6

0.08 0.0149 0 0 0.985

1

1 0 0 0.0505 0.0001 1 0.9457 1 MODE4X

Modal 1

7

0.06

3

0.0101 0 0 0.995

2

1 0 0 0.035

6

0 1 0.9813 1 MODE5X

Modal 1

8

0.05

3

0.0048 0 0 1 1 0 0 0.0187 0 1 1 1 MODE6X

27

شکل مدها در نرم افزار -3-5

شکل مد اول:

28

شکل مد دوم:

29

شکل مد سوم:

30

شکل مد چهارم:

31

شکل مد پنجم:

32

شکل مد ششم:

33

نرم افزار با تحلیل دستی مقایسه نتایج بدست آمده از -3-6

ی طبقات تحت بار استاتیکی معادل:افقی نسب جابجایی

Story ITEMS LOAD DRIFT Y

BAM Max Drift Y E Y 0.008216

Story 5 Max Drift Y E Y 0.010011





34

چهارم فصل

تحلیل طیفی اقب مشخص شده رد جهت Y


محاسبه جرم مودی، ضریب تحریک و جرم موثر در هرمد -4-1

محاسبه برش پایه برای هر مد و ترکیب آنها -4-2

تعیین و ترسیم جابه جایی طبقات در هر مود -4-3

35

محاسبه جرم مودی، ضریب تحریک و جرم موثر در هرمد -4-1

4637759.51 0 0 0 0 0

0 621829.78 0 0 0 0

0 0 312225.31 0 0 0( )

0 0 0 290194.39 0 0

0 0 0 0 307913.46 0

0 0 0 0 0 1332288.52

TM A m A kg

( Kمحاسبه ضریب تحریک زلزله برای هر مود) -4-1-1

1 1432077

1 168209.25

1 62761.5( )

1 37859.25

1 113705.25

1 23130.75

T

n nL K A m kg

محاسبه جرم موثر سازه در هر مود -4-1-2

2

*

442205.88

45501.76

12615.9( )

4939.18

41988.7

401.59

nn

n

KM kg

M

36

سهاست ، تنها %90مود اول بیش از 3همانطور که مالحظه می شود ، با توجه به اینکه مجموع ضرایب مشارکت مود اول را می توان در نظر گرفت.

مشابه بخش اول و با توجه به نوع خاک و خطر لرزه خیزی منطقه ، 2800با توجه به طیف طرح استاندارد

بدست می آیند. =5.1Sو sT=0.5و 50.3A= ،1I= ،5=yR ،0.1=0T مقادیر

0

0.35

1

5

0.1

0.5

1.5

y

S

A

I

R

T

T

S

*1

1

*2

2

*3

3

*4

4

*5

5

*6

6

442205.880.807 80.7%

547653

45501.760.083 8.3%

547653

12615.90.023 2.3%

547653

4939.180.009 0.9%

547653

41988.70.0766 7.66%

547653

401.590.0007

547653

m

m

m

m

m

m

M

M

M

M

M

M

5

1

0.07%

100%( )ii

OK

37

)را از روابط فوق می یابیم و از رابطه Bبرای هر مود با توجه به پریود آن ، مقدار )n

n

TAB IC

R برای هر مود

C متناظر را یافته و در نهایت شتاب طیفی برای هر مود از رابطه ی,a n

n

SC

g .بدست می آید

0.35 10.07

5

AI

R

د و ترکیب آنهاش پایه برای هر ممحاسبه بر -4-2

*برش پایه برای هر مود از رابطه ی

n n aQ M S .بدست می آید

M*n T(sec) B1(T) N1(T) B(T) Cn Sa=g*Cn Qn(KN) مود

678.0267528 1.5333 0.156298 2.232828 1.014 2.202 0.5676 442205.8800 اول

78.11514648 1.7168 0.175 2.5 1 2.5 0.1931 45501.7600 دوم

21.65834633 1.7168 0.175 2.5 1 2.5 0.1208 12615.9000 سوم

8.062153872 1.6323 0.16639 2.377 1 2.377 0.0918 4939.1800 چهارم

62.48249851 1.4881 0.15169 2.167 1 2.167 0.0778 41988.7000 پنجم

0.569744648 1.4187 0.14462 2.066 1 2.066 0.07108 401.59 ششم

به صورت زیر محاسبه می شود : SRSSبرش پایه قاب با روش

2 2 2 2 2 2

max 678.03 78.12 21.66 8.06 62.48 0.57 685.76( )Q kN

برش پایه به وزن سازهنسبت =685.76×10−1

512.25= 0.134=13.4%

رسیم جابه جایی طبقات در هر مودتعیین و ت -4-3

تغییر مکان طبقات در هر مود نیز از رابطه 2

an n n

Sx

.بدست می آید

38

ب

22 2 2 2

2

11 1 1 2 2

1

1

1.485

1.2140.083

0.319

0.737

1.417

1 11.939 1.9392.759 2.759

0.807 0.0101 ( )3.436 3.4363.894 3.8944.127 4.127

1.533

11.069

a

a

Sx

Sx mm

2

33 3 3 2 2

3

(

52.027

1

1.485

1.2140.00013 )

0.319

0.739

1.417

1 1

0.652 0.652

0.519 0.5190.023 0.000006

1.052

0.20

1.717

32.534

0.717

7

0.909

a

mm

Sx

44 4 4 2 2

4

5 5

68.402

( )1.052

0.207

0.909

1 1

0.259 0.259

0.944 0.9441.6320.009 0.000003 ( )

0.509 0.509

0.811 0.811

0.722 0.722

a

mm

Sx mm

x

55 2 2

5

66 6 6 2

6

80.74

1 1

0.148 0.148

0.323 0.3231.4880.0766 0.000017 ( )

0.778 0.778

1.216 1.216

0.619 0.619

1

1.775

2.1490.0007

2.043

1.48

0.578

a

a

Smm

Sx

288.394

1

1.775

2.1491.4880.00000013 ( )

2.043

1.48

0.578

mm

39

پنجم فصل

اتریخچه زمانی آانلیز


معرفی شتاب نگاشت های استفاده شده -5-1

نرم افزاروارد کردن شتاب نگاشت ها به -5-2

نمودار شتاب های طیفی -5-3

نمودار تغییرات برش پایه -5-4

تحلیل و مقایسه نمودارها -5-5

40

تنظیم میکنیم: Etabsدر ابتدا طیف طرح آیین نامه را در

معرفی شتاب نگاشت های استفاده شده -5-1

زلزله کوبه -5-1-1

درجه 7/3یا با بزرگی 8٫6 ی گشتاوریبزرگ است با ایلرزهزمین نهانشی بزرگ لرزهزمین یا هکوبلرزه زمینثانیه لرزاند 20را به مدت ژاپن در شهر کوبه صبح 5:46، در ساعت 1995ژانویه 17، که در ریشترمقیاس در

لرزه یکی از بدترین رویدادهای طبیعی در ژاپن بود که خسارات شدیدی به بار آورد و در هم کوبید. این زمینهای سواحل کیلومتر آب14در عمق زمین لرزه کانون این .های دیگر شدها و سازهو باعث خرابی بسیاری از پل

های شهر کوبه را نوع این زمین ها و ویرانیشهر کوبه اعالم شد، مسووالن ژاپنی، علت باال بودن سطح آسیبدانند که تقریباً در زیر منطقه و به صورت عمودی رخ داده بود. ویرانی شهر کوبه به مردم ژاپن این لرزه می

علت قرار ژاپن به .پذیر است، ژاپن همچنان آسیبجنگ جهانی دوم ن یافتناحساس را داد که با وجود پایادهد خیز در جهان است، آمارها نشان میبزرگ یکی از بزرگترین کشورهای زلزله گسل گرفتن بر روی چهار

دهد. برای نمونه در سال های جهان در ژاپن و اطراف آن رخ میدرصد از کل زمین لرزه 10که حدود

41

لرزهزمین مورد سه و ریشتر مقیاس در درجه پنج از بیش قدرت بالرزه مورد زمین140میالدی در ژاپن، 2005 .استداده رخ ریشتر مقیاس در درجه هفت از بیش قدرت با

زلزله امپریال ولی -5-1-2

به 23:16:54، ساعت 1358مهر 23 میالدی، برابر با 1979اکتبر 15 در تاریخ لرزه ایمپریال ولیزمین

کیلومتر بود، و بزرگی آن 9٫3رخ داد. ژرفای این زلزله کالیفرنیای جنوبی ، منطقه درآمریکا سییوتی زمان

لرزه به است. زمیناعالم شده IX (Violent) مقیاس مرکالی در آن شدتو بیشینه Mw در مقیاس 6٫5

شدهمحاسبه بزرگیهای میان از سازمان اینروی داده و بزرگی برگزیده 15وقت محلی در روز دوشنبه، ساعت

، «محسوس»، «نامحسوس»بندی بوده و از دید اثر، در میان چهار دسته Mw در مقیاس 6٫4 مختلف

های )راستا،زاویه پروژه تانسور گشتاور مرکزوار .استاعالم کرده« با تلفات»، زلزله را «با تلفات»یا « آورزیان»

و نوع ( -51°، 90°، 46°یا )( -180°، 39°، 136°) آنرا بر عمود صفحه و لرزهزمینسازنده گسل شیب، ریک(

.استنفر برآورده شده 91ای نداشته و شمار زخمیان لرزه هیچ کشتهزمین .استرسانده امتدادلغز فرا گسل را

زلزله طبس -5-1-3

سپتامبر 16به وقت گرینویچ روز 15:35:56)ساعت 1357شهریور سال 25بعدازظهر روز 7:36حدود ساعت های قرن اخیر ایران به لرزه درآمد لرزهترین زمینوسیله یکی از بزرگمیالدی( استان خراسان به 1978سال

آبادی 100آبادی آن خراب و به 30هزار سال به کلی ویران، و شهر زیبا و تاریخی طبس با قدمت بیش از یککیلومتری طبس بود که 30ریشتری در شعاع 7.7لرزه های عمده این زمینخسارت .وارد شد دیگر خسارت

کیلومتر نیز 380کیلومتر و در مشهد به فاصله مستقیم 540لرزه حتی در تهران به فاصله مستقیم این زمینلرزه اعالم کرد که این زمیننفر کشته را بر اثر این 363هزار و 6آمار رسمی مرکز آمار ایران، .احساس شدنفر در روستاهای اطراف بودند، اما با توجه به 701هزار و 2نفر در شهر طبس و 662هزار و 3تعداد شامل ها وجود نداشت به طوریکه بنابر گفته برخی زده پس از زلزله، امکان ثبت دقیق تعداد کشتهجو هیجان

.شده استهزار نفر برآورد می 12ود لرزه طبس حدکارشناسان، تعداد تلفات زمین

کیلومتری سطح زمین واقع است 10کیلومتر طول دارد و در عمق حدود 80لرزه حدود گسل عامل این زمینلرزه هم در نزدیکی روستای کند و کانون این زمینکیلومتری شهر طبس عبور می 10که از فاصله حدود

وک در جنوب شرق تا روستای اصفهک و سپس خود شهر طبس ها از شهر دیهکریت طبس واقع بود و خرابی .یافتگسترش می

42

نرم افزاروارد کردن شتاب نگاشت ها به -5-2


Xدر جهت

43

Yدر جهت

44


Xدر جهت

45

Yدر جهت

46


Xدر راستای

47

Yدر راستای

48

نمودار شتاب های طیفی -5-3 زلزله کوبه -5-3-1

xشتاب طیفی در راستای

49

yشتاب طیفی در راستای

50



51

Yشتاب طیفی در راستای

52



53

Yشتاب طیفی در راستای

54

تغییرات برش پایه نمودار -5-4


ثاتیه( 15تغییرات برش پایه )در

55



56



57

تحلیل و مقایسه نمودارها -5-5

وضوح در نمودار ها مشاهده می شود که این دو پارامتر با هم ارتباط مستقیمی دارند.برای مثال در ب -5-5-1مقدار بیشتری نسبت به زلزله امپریال ولی دارند و همین موضوع باعث شده است که PGAزلزله السنترو و کوبه

ر زلزله نسبت به زلزله امپریال ولی بیشتمقدار برش پایه ماکزیمم و به طور کلی رنج مقادیر برش پایه در این دو باشد.

با مقایسه نمودار برش پایه زلزله کوبه با دو زلزله دیگر مشاهده می شود که در این زلزله در یک بازه -5-5-2زمانی کوتاهی مقادیر برش پایه زیادی به صورت ضربه ای به سازه وارد شده و بعد از آن مقادیر برش پایه کاهش

شته اند،که این الگو در دو زلزله دیگر مشاهده نمی شود.در دوزلزله دیگر مقادیر برش پایه به آرامی کاهش زیادی دا

یافته اند.

در واقع این موضوع نشان می دهد که در زلزله کوبه بارگذاری حالت ضربه ای داشته و همین اثر ضربه موجب ده است که بار آن ها حالت ضربه ای ندارد.افزایش چشمگیر مقادیر برش پایه نسبت به زلزله هایی ش

به علت وجود مهاربندها سختی ساختمان زیاد شده است.اثر Xهمانطور که مشاهده می شود در راستای -5-5-3به علت سختی زیاد سازه Xاین موضوع را در نمودارهای برش پایه و تغییر مکان می توان مقایسه نمود.در راستای

کمتر می باشد.این Yبیشتر می باشد.ولی مقادیر تغییر مکان آن از راستای Yسبت به راستای مقادیر برش پایه ن کامال منطقی و توجیه پذیر می باشد. Xمشاهدات با توجه به وجود مهاربندی در راستای

در زمان اتفاق افتادن مقادیر ماکزیمم این توابع با زمان اتفاق افتادن ماکزیمم شتاب های زمین -5-5-4 شتابنگاشت زلزله های مرتبط تناسب خوبی دارد.

(etabs کمک هب جیاتن زیلانآ و یزاسلدم هژورپ هلزلز...

Documents