دانشگاه آزاد اسلامي واحد ملاير
گروه مهندسي عمران
عنوان
ارزيابي رفتار متقابل لرزه اي ساختمان هاي مجاورهم و متصل شده توسط ميراگر
پايان نامه ارائه شده به مديريت تحصيلات تکميلي به عنوان بخشي از فعاليت هاي تحصيلي لازم براي اخذ درجه كارشناسي ارشد
در رشته مهندسي عمران- سازه
استاد راهنما
دکتر مهدي عليرضايي
استاد مشاور
دکتر مظاهر روزبهاني
نگارش
وحيد شمس
خرداد95
دانشگاه آزاد اسلامي
واحد ملاير
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد (M.Sc./M.A.) در
رشته عمران
گرايش سازه
جلسه دفاع از پايان نامه کارشناسي ارشد آقاي وحيد شمس ورودي 1-92 رشته عمران با
عنوان:
ارزيابي رفتار متقابل لرزه اي ساختمان هاي مجاورهم و متصل شده توسط ميراگر
با حضور استاد راهنما، مشاور و هيات داوران در دانشگاه آزاد اسلامي واحد ملاير در مورخ …………………….. برگزار گرديد
تصويب و ارزيابي شده در هيات داوران با نمره…………………………… و درجه …………..
دکتر مهدي عليرضايي (استاد راهنما و رئيس کميته)استادياردکتر مظاهر روزبهاني (استاد مشاور)استادياردکتر وحيد رستمي (استاد مدعو)استاديار
تعهد نامه اصالت رساله يا پايان نامه
اينجانب وحيد شمس دانش آموخته مقطع کارشناسي ارشد ناپيوسته / دکتراي حرفه اي / دکتراي تخصصي در رشته مهندسي عمران – سازه که در تاريخ ………….. از پايان نامه/رساله خود تحت عنوان
” ارزيابي رفتار متقابل لرزه اي ساختمان هاي مجاورهم و متصل شده توسط ميراگر”
با کسب نمره………………. و درجه …………….دفاع نموده ام بدينوسيله متعهد مي شوم :
1 ) اين پايان نامه / رساله حاصل تحقيق و پژوهش انجام شده توسط اينجانب بوده و در مواردي که ازدستاوردهاي علمي و پژوهشي ديگران ( اعم از پايان نامه ، کتاب ، مقاله و ….) استفاده نموده ام، مطابق ضوابط و رويه موجود ،نام منبع مورد استفاده و سايرمشخصات آن را در فهرست مربوطه ذکر و درج کرده ام.
2 )اين پايان نامه / رساله قبلاَ براي دريافت هيچ مدرک تحصيلي (هم سطح ،پايين تر يا بالا تر ) در ساير دانشگاه ها و موسسات آموزش عالي ارائه نشده است.
3 ) چنانچه بعد از فراغت از تحصيل ،قصد استفاده و هرگونه بهره برداري اعم از چاپ کتاب ،ثبت اختراع و…….از اين پايان نامه داشته باشم ، از حوزه معاونت پژوهشي واحد مجوزهاي مربوطه را اخذ نمايم.
4 ) چنانچه در هر مقطع زماني خلاف موارد فوق ثابت شود ، عواقب ناشي از آن را مي پذيرم و واحد دانشگاهي مجاز است با اينجانب مطابق ضوابط و مقررات رفتار نموده و در صورت ابطال مدرک تحصيلي ام هيچگونه ادعايي نخواهم داشت.
نام و نام خانوادگي:
تاريخ و امضا:
تقديم به پدر و مادر عزيزم
خداي را بسي شاکرم که از روي کرم پدر و مادري فداکار نصيبم ساخت تا در سايه درخت پر بار وجودشان بياسايم و از ريشه آنها شاخ و برگ گيرم و از سايه وجودشان در راه کسب علم و دانش تلاش نمايم. والديني که بودنشان تاج افتخاري است بر سرم و نامشان دليلي است بر بودنم چرا که اين دو وجود پس از پروردگار ما يه هستي ام بوده اند، دستم را گرفتند و به من راه رفتن را در اين وادي زندگي پر از فراز و نشيب آموختند.
تقديم به برادرم
که همواره در طول تحصيـل متحمل زحماتم بودند وتکيه گاه من در مواجهه با مشکلات ، و وجودشان مايه دلگرمي من مي باشد.
تقدير وتشکر
با سپاس فراوان از استاد راهنماي فرهيخته ام جناب آقاي دکترعليرضايي که در طول مدت انجام اين پايان نامه از رهنمودهاي علمي واخلاقي ايشان بهره مند شدم و درگاه خداوند بزرگ را شاکرم که افتخار شاگردي ايشان را نصيبم نمود.
از استاد مشاور جناب آقاي دکتر روزبهاني که زحمت مشاوره اين رساله را در حالي متقبل شدند که بدون مساعدت ايشان، اين پروژه به نتيجه مطلوب نمي رسيد؛ بسيار سپاسگذارم.
همچنين از جناب آقاي دکتر رستمي که زحمت داوري اين پايان نامه را متقبل شدند؛ کمال تشکر و قدرداني را دارم.

فهرست مطالب
عنوان شماره صفحه
فصل اول، کليات پژوهش
1-1- مقدمه :2
1-2- ضرورت انجام تحقيق:2
1-3- هدف از انجام تحقيق:2
1-4- ساختار پايان نامه:3
فصل دوم، مروري بر ادبيات تحقيق
2-1- مقدمه :5
2-2 – انواع سيتم هاي اتلاف انرژي6
2-2-1- سيستم غير فعال (Dissipation energy Passive) :6
2-2-2- سيستم نيمه فعال( (Semi active Energy Dissipation :6
2-2-3- سيستم فعال : (active Energy dissipation)7
2-2-4- سيستم دوگانه (Hybrid system ) :8
2-3- انواع ميرايي8
2-3-3- ميرايي هيسترزيس :9
2-3-4- ميرايي اصطکاکي:9
2-3-5- ميرايي تشعشعي :10
2-4- اثر ميرايي بر سازه :10
2-5- انواع ميراگر ها10
2-5-1- ميراگرهاي فلزي تسليمي (جاري شونده) Metallic yield dampers)):10
2-5-2- ميراگرهاي ويسکوالاستيک (Viscoelastic Dampers ):12
شکل 2-3- ساختمان کلي ميراگر ويسکوالاستيک12
2-5-3- ميراگرهاي اصطکاکي (Friction Dampers):13
2-5-3-1- سيستم ميراگر اتصالات اصطکاکي:13
2-5-3-2- ميرا گر اصطکاکي پال:13
2-5-3-3- سيستم ميراگر اصطکاکي سوميتومو:14
2-5-3-4- ميراگر اصطکاکي دوراني :15
2-5-4- ميراگرهاي مايع لزج(ويسکوز) (Viscous fluid Dampers) :15
2-5-4-1- مزاياي ميراگرهاي ويسکوز:18
2-5-4-2- معايب ميراگرهاي ويسکوز:18
2-5-5- ميراگرهاي جرم هماهنگ شده( Tuned mass dampers)18
2-5-5-1- ميراگر جرمي تنظيم شده انتقالي (Translation TMD) :19
2-5-5-2- ميراگر جرمي تنظيم شده پاندولي:19
2-5-5-3- ميراگر مايع تنظيم شده:21
2-6- پيشينه تحقيق :22
فصل سوم، روش تحقيق
3-1- مقدمه :37
3-2- روش تحليل ديناميکي تاريخچه زماني خطي37
3-3- تحليل ديناميکي افزايشي (IDA ):38
3-4- معادلات حاکم بر ميراگر ويسکوز38
3-4- معرفي نرم افزار اپنسيس:40
3-4-1- اپنسيس چيست؟41
3-4-2 – ويژگي هاي نرم افزار اپنسيس:42
فصل چهارم، تحليل نتايج وبحث
4-1- مقدمه :44
4-2- مدلسازي :44
4-2-1- مشخصات مقاطع :46
4-2-2- مشخصات شتابنگاشت ها :46
4-3- نتايج :49
4-3-1- روش تاريخچه زمان :49
4-3-2- روش تحليل ديناميکي افزايشي (IDA) :68
فصل پنجم، نتيجه گيري و پيشنهادات
5-1- نتيجه گيري :105
5-2- پيشنهادات:106
منابع107
فهرست اشکال
عنوان شماره صفحه
شکل 2-1- چرخه هيسترزيس نيرو – تغييرمکان9
شکل 2-2 – نمودار اثر ميرايي بر طيف پاسخ سازه10
شکل 2-3- ساختمان کلي ميراگر ويسکوالاستيک12
شکل 2-4- ميراگر اتصال اصطکاکي13
شکل 2-5- ميراگر اصطکاکي پال14
شکل 2-6- ميراگر اصطکاکي سوميتومو14
شکل 2-7- ساختمان کلي ميراگر اصطکاک دوراني15
شکل 2- 8- ساختمان کلي ميراگر ويسکوز17
شکل 2- 9- اجراي ميراگر ويسکوز17
شکل 2- 10- مکانيزم رفتار ميراگرهاي جرمي تنظيم شده19
شکل 2- 11- ميراگر جرمي تنظيم شده پاندولي20
شکل2-12 – نمودار بيشترين تغيير مکان طبقات، بين قاب هاي 7و 10طبقه27
شکل 2 – 13 – نمودار برش پايه درقاب 7و10طبقه27
شکل 2 – 14 – ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(B8-8) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap31
شکل 2 – 15 – ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(8-4) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap31
شکل 2 – 16- ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(B4-4) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap32
شکل 2 – 17 – ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(20-12) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap32
شکل 2 – 18- ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(12-4) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap33
شکل 2 – 19- ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(15-8) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap33
شکل 2 – 20- ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(20-8) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap34
شکل 2 – 21- ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(B12-12) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap34
شکل 2 -22- ماکزيمم برش پايه در مدلسازي(B20-20) با انواع ميراگرها و حالت اتصال با المان Gap35
شکل 3-1 – پاسخ ويسکوز در تحريک تناوبي40
شکل 4-1-سازه سه طبقه مدلسازي شده44
شکل4-2- سازه شش طبقه مدلسازي شده45
شکل4-3- سازه نه طبقه مدلسازي شده45
شکل4-4- نحوه قرارگرفتن دو سازه مجاور و محل قرارگرفتن ميراگرها ( 3 طبقه )48
شکل4-5- نحوه قرارگرفتن دو سازه مجاور و محل قرارگرفتن ميراگرها ( 6 طبقه )48
شکل4-7-2- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله لوما پريتا دور از گسل در راستاي z50
شکل4-8- 2- دريفت طبقه آخر سازه شش طبقه تحت زلزله لوماپريتا دوراز گسل در راستاي z51
شکل4- 9- 2- دريفت طبقه آخر سازه نه طبقه تحت زلزله لوماپريتا دوراز گسل در راستاي z52
شکل4- 10-2- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله نورثريج دوراز گسل در راستاي z53
شکل4- 11-2- دريفت طبقه آخر سازه شش طبقه تحت زلزله نورثريج دوراز گسل در راستاي z54
شکل4- 12-1- دريفت طبقه آخر سازه نه طبقه تحت زلزله نورثريج دوراز گسل در راستاي z55
شکل4- 12-2- دريفت طبقه آخر سازه نه طبقه تحت زلزله نورثريج دوراز گسل در راستاي z55
شکل4- 13-1- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله طبس دوراز گسل در راستاي z56
شکل4- 13- 2- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله طبس دوراز گسل در راستاي z56
شکل4- 14- 2- دريفت طبقه آخر سازه شش طبقه تحت زلزله طبس دوراز گسل در راستاي z57
شکل4- 15-1- دريفت طبقه آخر سازه نه طبقه تحت زلزله طبس دوراز گسل در راستاي z58
شکل4- 15- 2- دريفت طبقه آخر سازه نه طبقه تحت زلزله طبس دوراز گسل در راستاي z58
شکل4- 16-1- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله لوماپريتا نزديک گسل در راستاي X59
شکل4- 16-2- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله لوماپريتا نزديک گسل در راستاي X59
شکل4- 17-2- دريفت طبقه آخر سازه شش طبقه تحت زلزله لوماپريتا نزديک گسل درراستاي X60
شکل4- 18-2 – دريفت طبقه آخر سازه نه طبقه تحت زلزله لوماپريتا نزديک گسل در راستاي X61
شکل4- 19-1- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله نورثريج نزديک گسل در راستاي X62
شکل4- 19-2- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله نورثريج نزديک گسل در راستاي X62
شکل4- 20- 2- دريفت طبقه آخر سازه شش طبقه تحت زلزله نورثريج نزديک گسل در راستاي X63
شکل4- 21- 2- دريفت طبقه آخر سازه نه طبقه تحت زلزله نورثريج نزديک گسل در راستاي X64
شکل4- 22-2- دريفت طبقه آخر سازه سه طبقه تحت زلزله طبس نزديک گسل در راستاي X65
شکل4- 23- 2- دريفت طبقه آخر سازه شش طبقه تحت زلزله طبس نزديک گسل در راستاي X66
شکل4- 24-2- دريفت طبقه آخر سازه نه طبقه تحت زلزله طبس نزديک گسل در راستاي X67
شکل 4-25- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 1 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت z68
شکل 4-26- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 2 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت z68
شکل 4-27- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 1 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت x69
شکل 4-28- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 2 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت x69
شکل 4-29- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 1 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهتz70
شکل 4-30- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 2 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت z70
شکل 4-31- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 1 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهتx71
شکل 4-32- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 2 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت x71
شکل 4-33- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 1 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت z72
شکل 4-34- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 2 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت z72
شکل 4-35- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 1 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت x73
شکل 4-36- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 2 تحت زلزله دور از گسل لوما پريتا درجهت x73
شکل 4-37- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 1 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتz74
شکل 4-38- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهت z74
شکل 4-39- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتx75
شکل 4- 40- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتx75
شکل 4-41- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتz76
شکل 4-42- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتz76
شکل 4-43- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتx77
شکل 4-44- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتx77
شکل 4-45- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتz78
شکل 4-46- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتz78
شکل 4-47- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهت x79
شکل 4-48- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل نورثريج درجهتx79
شکل 4-49- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت z80
شکل 4- 50- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت z80
شکل 4- 51- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت x81
شکل 4- 52- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت x81
شکل 4-53- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت z82
شکل 4- 54- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت z82
شکل 4-55- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت x83
شکل 4- 56- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت x83
شکل 4-57- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت z84
شکل 4-58- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت z84
شکل 4- 59- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره1 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت x85
شکل 4- 60- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره2 تحت زلزله دور از گسل طبس درجهت x85
شکل 4- 61- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت z86
شکل 4-62- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت z86
شکل 4-63- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت x87
شکل 4- 64- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره2 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت x87
شکل 4-65- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره1 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت z88
شکل 4-66- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره2 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت z88
شکل 4-67- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت x89
شکل 4-68- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت x89
شکل 4-69- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت z90
شکل 4- 70- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت z90
شکل 4- 71- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت x91
شکل 4-72- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره2 تحت زلزله نزديک گسل لوما پريتا درجهت x91
شکل 4-73- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره1 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت z92
شکل 4-74- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره2 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت z92
شکل 4-75- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره1 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت x93
شکل 4-76- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره2 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت x93
شکل 4-77- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره1 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت z94
شکل 4-78- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت z94
شکل 4-79- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت x95
شکل 4- 80- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت x95
شکل 4-81- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت z96
شکل 4-82- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت z96
شکل 4-83- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت x97
شکل 4-84- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل نورثريج درجهت x97
شکل 4-85- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت z98
شکل 4-86- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت z98
شکل 4-87- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت x99
شکل 4-88- حداکثردريفت طبقه آخر سازه سه طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت x99
شکل 4-89- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت z100
شکل 4- 90- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت z100
شکل 4- 91- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت x101
شکل 4-92- حداکثردريفت طبقه آخر سازه شش طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت x101
شکل 4-93- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت z102
شکل 4-94- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت z102
شکل 4-95- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 1 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت x103
شکل 4-96- حداکثردريفت طبقه آخر سازه نه طبقه شماره 2 تحت زلزله نزديک گسل طبس درجهت x103
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول 2 – 1 – معرفي برخي حالتهاي مدلسازي قابهاي مجاورهم29
جدول 2 – 2 – معرفي رکوردهاي استفاده شده در تحليل هاي تاريخچه زماني30
جدول 4-1- مشخصات ستون ها و تيرها46
جدول 4-2- مشخصات مکانيکي ستون ها و تيرها46
چکيده
پژوهش پيش رو بمنظور ارزيابي رفتار متقابل لرزه اي ساختمان هاي مجاورهم و متصل شده توسط ميراگر ويسکوز انجام پذيرفت. لذا براي بررسي اين تحقيق سه سازه سه ، شش و نه طبقه مدلسازي شده و تحت زلزله هاي لوماپريتا، نورثريج و طبس دور از گسل و نزديک گسل قرار گرفتند. هر سازه مدلسازي شده از دو ساختمان جدا ازهم تشکيل شده است که اين ساختمان ها به فاصله يک متري از يکديگر قرار دارند. همچنين براي تحليل سازه هاي مدلسازي شده از نرم افزار اپنسيس استفاده شده است. نتايج حاصل حاکي از موثر بودن ميراگرهاي ويسکوز در کاهش پاسخ سازه ها (دريفت سازه) مي باشد.
کلمات کليدي:
ميراگر ويسکوز، ساختمان هاي مجاورهم، رفتار لرزهاي، پاسخ سازه
فصل اول
کليات پژوهش
1-1- مقدمه :
ازجمله مسائلي که در اکثر زلزله هاي بزرگ دنيا اتفاق افتاده است، مسئله ضربه زدن ساختمان هاي مجاور به يکديگر، در هنگام زلزله است. اين پديده که در اثر ارتعاش غيرهم فاز در ساختمان هايي که فاصله کافي ازهم ندارند روي مي دهد. به دليل افزايش جمعيت شهري، توسعه عمودي شهرها اجتناب ناپذير مي باشد از آنجا که اغلب شهرهاي بزرگ ومهم کشور در مناطق لرزه خيز قرار دارند، ضروري است به مسئله ضربه ساختمان ها به يکديگر، هنگام زلزله وکاهش اثر آن اهميت بيشتري داده شود تا خطرات جاني ومالي مرتبط با آن کمتر شود.[1] با توجه به اينکه يکي از خطراتي که سازه ها را در برابر زلزله تهديد مي کند برخورد ساختمانهاي مجاور به يکديگر در حين زلزله مي باشد که در سالهاي گذشته باعث خسارتهاي بسياري گرديده است. لذا در اين پژوهش سعي شده است که با استفاده از ميراگر ويسکوز بين دو سازه تاثير آن بر روي پاسخ سازه ها بررسي گردد.[2]
1-2- ضرورت انجام تحقيق:
خسارات ناشي از ضربه زدن ساختمانهاي مجاور به يکديگر در هنگام زلزله که فاصله کافي از يکديگر ندارند، مسئله اي است که در اکثر زلزله هاي بزرگ اتفاق افتاده است واين پديده در مناطق پرجمعيت شهري که به منظور استفاده بيشتر از زمين فاصله ي کافي بيان ساختمانها رعايت مي شود، نمود بيشتري پيدا مي کند. لذا پرداختن به اين پديده و راههاي کاهش خسارات ناشي از آن حائز اهميت خواهد بود.[1]
1-3- هدف از انجام تحقيق:
هدف از انجام تحقيق استفاده از ميراگر هاي ويسکوز با پارامترهاي مناسب جهت هرچه کم کردن پاسخ سازه و ازبين بردن اثرات ضربه و بررسي ميزان تاثير ميراگرهاي ويسکوز بر رفتار متقابل لرزه اي ساختمانهاي مجاور هم و متصل شده توسط اين ميراگرها مي باشد.
1-4- ساختار پايان نامه:
در فصل اول پايان نامه پيش رو، به بيان و طرح مسئله، ضرورت انجام تحقيق و هدف از انجام تحقيق پرداخته شده است. در فصل دوم، به مروري بر ادبيات تحقيق و مفاهيم بنيادي از قبيل معرفي انواع سيستم هاي اتلاف انرژي، معرفي انواع ميرايي و معرفي انواع ميراگرهاي غيرفعال و بررسي اجمالي کارهاي انجام شده مرتبط با موضوع پژوهش انجام شده مي پردازيم. در فصل سوم، به معرفي روش هاي تحليل سازها و معادلات حاکم بر ميراگر ويسکوز و معرفي نرم افزار اپنسيس پرداخته مي شود. در فصل چهارم، به نحوه مدلسازي و نتايج تحليل سازه ها پرداخته شده است. در نهايت در فصل پنجم نتيجه گيري و پيشنهادات مرتبط با موضوع ارائه شده است.
فصل دوم
مروري بر ادبيات تحقيق
2-1- مقدمه :
در اين فصل به مروري برمعرفي انواع ميراگرها و سيستم هاي اتلاف انرژي و تحقيقات و مقاله هاي ارائه شده در زمينه تاثير ميراگرها در پاسخ لرزه اي ساختمان هاي مجاورهم ومتصل شده توسط انواع ميراگرها و همچنين تاثير ميراگرها در کاهش ضربه دو ساختمان مجاورهم در هنگام زلزله پرداخته شده است. اگرچه اين مقالات از لحاظ روش و نرم افزار بکاربرده شده دقيقاً همانند تحقيق انجام شده نمي باشد اما هريک از آنها وجه تشابهي با تحقيق حاضر دارند.
به طور کلي ميراگرهاعامل اتلاف انرژي ميباشند که به منظور کاستن پاسخ ديناميکي سازه در برابر بارگذاري باد و زلزله استفاده ميشوند .
مکانيزم عملکردي اينگونه وسايل به گونه اي است که باانجام تغيير شکل هاي ويژه و اعمال مکانيکي خاصي، مقدار زيادي از انرژي ورودي به سازه بر اثر بارگذاري ديناميکي را جذب و مستهلک مي سازند. عملکرد اينگونه وسايل موجب مي شود که انرژي دريافتي ساير اعضاي سازه اي کاهش يافته و در نتيجه تغيير شکل زيادي درآنها ايجاد نمي شود. اين وسايل را به سادگي مي توانند در سازه هاي موجود جا ي سازي و يا در صورت لزوم بعد از بارگذاري ( رخداد زلزله ) تعويض نمود .
اتلاف انرژي در ميراگرها به صورت تغيير انرژي جنبشي به حرارت توسط اصطکاک يا حرکت در مايع لزج و يا تسليم شدن فلزات و…. اتفاق مي افتد ،که با تشکيل حلقه هاي پسماند، انرژي را در سيکل بارگذاري جذب مي کنند.
سازه به سختي و مقاومت معيني نياز دارد تا در برابر نيروهاي جانبي مقاومت کند و پايدار بماند در نتيجه اين ميراگرها مي توانند جايگزين اين سختي اضافي شوند تا با جذب انرژي لرزشي، پاسخ هاي سازه را کاهش دهند تا ديگر اعضاي سازها در محدوده الاستيک باقي بمانند.
2-2 – انواع سيتم هاي اتلاف انرژي
2-2-1- سيستم غير فعال (Dissipation energy Passive) :
سيستم هايي هستند که نياز به منبع انرژي خارجي ندارند . اين ابزار از نيروهايي که در پاسخ به حرکت سازه در داخل آنها ايجاد مي شود بهره مي گيرند.
در اينگونه روش ها، عامل کنترل کننده ارتعاش در محل مناسبي از سازه قرار مي گيرد و عملاً تا قبل از تحريک سازه ، به صورت غيرفعال است . با شروع تحريک ( مثلاً زلزله )، سيستم کنترلي به کارافتاده و عملکرد کنترلي خود (اعم از تغيير سختي، پريود، ميرايي يا جرم) را در حين تحريک انجام مي دهد و پس از خاتمه تحريک مجدداً به حالت غيرفعال باز مي گردد که به دليل جذب بخشي ازانرژي ورودي به سازه، احتمالاً شاهد خرابي جزئي يا کلي در آن خواهيم بود. تکنيک هاي زيادي ازجمله تکنيک معروف و مرسوم جداسازي پايه، ميراگرهاي اصطکاکي، ميراگرهاي ويسکوالاستيک، ميراگرهاي فلزي، جرم ميراگر متوازن و مايع ميراگر متوازن، از جمله روش هاي کنترل غيرفعال محسوب مي شوند.
2-2-2- سيستم نيمه فعال( (Semi active Energy Dissipation :
در اين سيستم مي توانيم ميزان واکنش را توسط کنترل کننده هايي مهار کنيم. در سيستم هاي کنترل نيمه فعال، با صرف انرژي بسيار کم، ضريب ميرايي و يا سختي وسيله کنترلي متناسب با نيروي وارده به سازه در هر لحظه تغيير مي کند و موجب کاهش هر چه بيشتر ارتعاشات سازه مي شود. سازگاري با شرايط مختلف بارگذاري و مصرف انرژي پايين، از مزيت هاي عمده اين سيستم ها مي باشد. دستگاه هاي قابل کنترلي هستند که نسبت به سيستم هاي کنترل فعال نيازمند انرژي به مراتب کمتري هستند. در اين سيستم ها انرژي به داخل سيستم تزريق نمي شود و بنابراين پايداري در تمام مراحل باقي خواهد ماند. سيستم هاي نيمه فعال از دستگاه هاي غيرفعال موثرتر هستند، هرچند که هزينه هاي اضافي براي شيرهاي قابل کنترل، سيستم کنترل کامپيوتري ، سنسورها و نگهداري را مي طلبند. در عين حال اگرچه تاثير آنها از سيستم هاي فعال کمتر است، ولي هزينه بسيار پايين اجرا و نگهداري، تعبيه اين سيستم ها را بسيار قابل توجيه ساخته است.
2-2-3- سيستم فعال : (active Energy dissipation)
دراين سيستم توسط اعضاء مخصوص که روي سازه نصب مي شوند مي توانيم نيروهايي را به سازه واردکنيم اين نيروها مي تواند در خلاف جهت نيروهاي مخرب به سازه وارد شده و نقش ميراگر را بازي کنند. کنترل اين سيستم نيازمند محاسبات رياضي پيچيده و کامپيوترهاي کنترلر دقيق مي باشد در اين گونه روش ها، پاسخ سازه توسط اعمال نيروهايي در نقاط مختلف آن به صورت همزمان و باتوجه به شرايط لحظه اي سازه کنترل مي شود. اين سيستم ها همواره آماده براي شروع فعاليت وکنترل ارتعاشات مي باشد که اصطلاحاً فعال ناميده مي شوند.
در اين گونه سيستم ها ضمن تعيين پاسخ سازه که مي تواند شامل شتاب، سرعت و يا تغييرمکان باشد در هر لحظه و با استفاده از يک الگوريتم مشخص، نيروي کنترل مورد نياز تعيين مي گردد، سپس بااستفاده از يک منبع انرژي خارجي نسبت به اعمال نيروهاي محاسبه شده کنترلي بر سازه اقدام شده واين کار تا زمان کاهش پاسخ سازه به حد مورد نظر ادامه مي يابد. از مشکلات عمده اين گونه سيستم ها هزينه زياد اوليه مورد نياز آنها از يک سو و نيز عمليات تعمير و نگهداري سنگين آنها براي ايجاد امکان استفاده در هر لحظه مي باشد.
نقص ديگر اين سيستم ها آن است که به دليل آنکه به سازه انرژي تزريق مي نمايند، پتانسيل ناپايدار کردن سيستم را دارا مي باشند. مشخصاً در اين نوع سيستم ها، چون پاسخ دايماً در حال اندازه گيري و پايش است، کارآيي بيشتري نسبت به سيستم هاي غيرفعال خواهند داشت و اين روش در چند سال اخير در ژاپن و آمريکا در بسياري ازسازه ها به خصوص سازه هاي بلند و سازه هايي که بر روي زمين هاي با خاک نرم بنا شده اند و امکان استفاده از تکنيکي مثل جداسازي پايه در آن وجود ندارد و همچنين براي کنترل ارتعاش سازه ها دربرابر باد استفاده شده است که عملکرد مطلوبي از خود نشان داده است و بهينه سازي اين روش ها همچنان ادامه دارد.
2-2-4- سيستم دوگانه (Hybrid system ) :
اصولاً در صورتي که در مهار بندي از دو سيستم فعال و غير فعال به صورت همزمان استفاده مي کنيم، سيستم دوگانه به وجود مي آيد. در نگاه اول، اين سيستم از همه سيستم هايي که تا کنون معرفي کرديم بهتر است اما با دقت بيشتر متوجه مي شويم که مثلاً در صورتي که سيستم کنترل فعال، نيرويي را در جهتي که به پايداري سازه کمک مي کند به سيستم وارد کند و انرژي اين نيرو توسط سيستم غيرفعال اتلاف شود، تضادي در سيستم پديدار مي شود. با توجه به جديد بودن مسئله واينکه دانشمندان زيادي هم اکنون مشغول مطالعه و بررسي موضع هستند.
2-3- انواع ميرايي
2-3-1- ميرايي خارجي ويسکوز(لخت) :
نوعي از ميرايي است که توسط هوا، آب و شرايط محيطي اطراف يک سازه بوجود مي آيد. و در طرف مقايسه با انواع ديگر ميرايي ها بسيار کوچک و در اکثر اوقات با تقريب خوبي قابل صرف نظر است.
2-3-2- ميرايي داخلي ويسکوز( لخت):
اين ميرايي حاصل خاصيت ويسکوزيته (لختي) ماده بوده و متناسب با سرعت است به نحوي که نسبت ميرايي متناسب با فرکانس طبيعي ساختمان افزايش مي يابد. اين نوع ميرايي غالباً براي ارائه هر نوع ميرايي ديگر به کار مي رود و معروفترين نوع ميرايي است.
2-3-3- ميرايي هيسترزيس :
اين ميرايي هنگامي اتفاق مي افتد که رفتار ماده تحت بار رفت وبرگشتي در محدوده الاستيک قرارمي گيرد. مساحت چرخه ي هيسترزيس در واقع بيان گر مقدار انرژي اتلاف شده در هرسيکل ازبارگذاري مي باشد. همان طور که در شکل مشاهده مي کنيم با تزريق انرژي از نقطه DتاA و حرکت سازه ازD تا A انرژي زير سطح BAE حذف مي شود. با تعميم همين مسئله براي فواصل B تا C و C تا D نتيجه مي گيريم که اتلاف انرژي در هر سيکل از بارگذاري معادل سطح ABCD مي باشد. تحليل چگونگي عملکرد اين سيستم ومدل کردن آن از طرق مختلفي انجام مي شود که بيان آنها نيازمند حجم بالايي از مطالب است.
شکل 2-1- چرخه هيسترزيس نيرو – تغييرمکان
2-3-4- ميرايي اصطکاکي:
اين ميرايي که ميرايي کلمب هم ناميده مي شود به علت وجود اصطکاک در اتصالات و يا نقاط تکيه گاهي پديد مي آيد. بدون توجه به سرعت و جا به جايي ثابت است و بسته به مقدار جا به جايي به دونحو با آن برخورد مي شود. اگرمقدار جا به جايي ها کوچک باشد به عنوان يک ميرايي داخلي لخت واگر مقدار جا به جايي بزرگ باشد به عنوان يک ميرايي هسترزيس در نظر گرفته مي شود. يک مثال درمورد اين ميرايي راجع به ديوارهاي مصالح بناتي ميان قاب است که در هنگام ترک خوردن ديوار، اصطکاک جسمي زياد شده و مقاومت موثري در مقابل ارتعاشات به وجود مي آيد.
2-3-5- ميرايي تشعشعي :
هنگامي که يک سازه ساختماني ارتعاش مي کند، امواج الاستيک در محيط نامتناهي زمين زيرساختمان منتشر مي شود. انرژي تزريق شده به سازه از همين طريق ميرا مي شود. اين ميرايي تابعي از ضريب الاستيک يانگ (خطي )؛ نسبت پواسون (U) و چگالي (P) زمين بوده و نيز به جرم بر واحد سطح سازه (M/A) و ضريب سختي به جرم آن (K/m) بستگي دارد.[3]
2-4- اثر ميرايي بر سازه :
همانطور که در نمودار ذيل مشاهده مي شود با افزايش ميرايي طيف پاسخ سازه کاهش مي يابد.
شکل 2-2 – نمودار اثر ميرايي بر طيف پاسخ سازه
2-5- انواع ميراگر ها
2-5-1- ميراگرهاي فلزي تسليمي (جاري شونده) Metallic yield dampers)):
ميراگرهاي تسليمي وسايل فلزي هستند که مي توانند انرژي را در يک زلزله در اثرات تغييرات غير الاستيک فلزات تلف کنند. اين ميراگرها در حقيقت درحالات خمشي، پيچشي، محوري و يا برشي تسليم مي شوند. اين ميراگرها در هنگام بار گذاري جاري شده و در نتيجه موجب مستهلک نمودن مقدار زيادي از انرژي ورودي به سازه مي گردد. همان طور که در تعريف ميراگر گفته شد بايستي جنس و شکل و محل استفاده اين دسته ازميراگرها را طوري انتخاب کنيم که در طول عمر سازه، خواص ميرايي آنها تحت عوامل مختلف تأثير گذارنده دچار اختلال نگردد مي توانيم با فرم دادن يک قطعه فلز به حالتي که در بارگذاري ديناميکي سازه رفتار ميرايي از خود نشان دهد (عموماً به شکل مثلث متساوي الساقين) و قرار دادن ان در محل اتصال اعضاء سازه به يکديگراز اين خاصيت به نحو مطلوب در اتلاف و پراکنده سازي انرژي زلزله استفاده نماييم.
ميراگر هاي فلزيX شکل از کارايي قابل توجهي برخوردار مي باشند، تسليم گسترده در تمام حجم فولاد، تأمين ميرايي هيسترتيک واتلاف انرژي فوق العاده از خصوصيات منحصربه فرد اين نوع ميراگر مي باشد



قیمت: تومان


پاسخ دهید