دانلود,بررسی پاورپوینت رفتار سیستم های مختلف باربر در سازه های بلند,pptx
 
بخشی از مطلب   
 
انواع مختلف سيستم هاي متداول مقاوم
انواع مختلف سيستم هاي متداول مقاوم در برابر زلزله عبارتند از : سيستم مهاربندي جانبي، سيستم ديوار برشي، سيستم قاب مقاوم خمشي و سيستم دو گانه. سیستم قاب مقاوم خمشی  به خاطر نوع رفتاری که در برابر بارهای جانبی دارد ، در بسیاری از سازه های فولادی بلند به کار برده می شود . مهمترین مشخصه آن، نحوه اتصال اعضاء می باشد، به نحوی که اتصالات در قاب مقاوم خمشی دارای چنان سختی می باشد که زاویه میان اعضاء تحت اثر بار ، بدون تغییر باقی می ماند. قاب خمشی از نظر سختی رفتار مناسبی نداشته آنچنان که برای جوابگویی به نیاز های تغییر شکل نسبی نیاز به مقاطع بزرگ و پر هزینه پیدا می کند. 
مقابله با نیروهای جانبی
یکی از متداول ترین روش ها برای مقابله با نیروهای جانبی در سازه هاي فولادي غیربلند استفاده از بادبند است. بادبندها به شکل هاي گوناگونی اجرا می شوند. پیکربندي سیستمهاي مهاربندي عموماً از نوع هم مرکز (هم محور) یا خارج از مرکز (برون محور) می باشد . مهاربندهاي هم مرکز سختی سازه را نسبت به قاب خمشی معادل به شدت افزایش داده و تغییر مکان جانبی سازه را محدود می نمایند. سیستم مهاربندي برون محور دو ویژگی سختی مناسب جانبی و جذب انرژي بالا را با یکدیگر ترکیب کرده و بکار می گیرد. در این سیستم، برون محوري اتصال مهاربندي سبب پدید آمدن لنگرهاي خمشی و نیروهاي برشی بزرگی در ناحیۀ تیر نزدیک به مهار می شود . به این ترتیب، تنشهاي این ناحیه از تیر وارد محدودة غیر ارتجاعی شده و سبب اتلاف انرژي ناشی از زمین لرزه می شود. این ناحیه از تیر، پیوند نام دارد. بادبندها به دلایل مختلف از قبیل سختی زیاد، سادگی اجرا و ارزان بودن، همواره مورد توجه طراحان و سازندگان قرار داشته اند. در سیستم مهاربندی هم محور ، بادبند ها از محل تقاطع تیر و ستون عبور می نمایند و در بعضی از فرم های این نوع مهاربندی، محور دو بادبند در یک نقطه مشترک بر روی تیر با هم تلاقی می کنند . این سیستم دارای سختی جانبی بسیار بالایی بوده و به علت اینکه نیروهای جانبی توسط اعضاء به صورت محوری منتقل می شوند سیستمی اقتصادی می باشند . مهار بندی هم محور علی رغم سختی بالا و مناسب و نیز سهولت طراحی و اجرا دارای اشکالاتی هم می باشد که از جمله مهمترین آن ها محدودیت معماری در مورد درب ها و پنجره ها و نیز شکل پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی کم آن به دلیل کمانش بادبند ها می باشد. در قاب بادبندی شده برون محور به جای برخورد بادبند به محل اتصال تیر و ستون یا تقاطع محورهای دو بادبند در یک نقطه، با ایجاد یک انحراف بادبند به تیر متصل می شود. قسمتی از تیر که بین تیر و ستون یا بین دو بادبند قرار می گیرد، تیر پیوند نامیده می شود و به صورت یک فیوز شکل پذیر عمل می نماید. در این سیستم تیر پیوند در حالی که از وارد شدن نیروی بیش از حد به بادبندها و کمانش آن جلوگیری می کند، خود با تغییر شکل های پلاستیک در مود خمشی یا برشی، مقدار زیادی انرژی وارد شده از زلزله را مستهلک می نماید. در واقع می توان گفت که سیستم بادبندی برون محور ترکیب کننده سختی مناسب که خاصیت عمده سیستم بادبندی هم محور است و شکل پذیری بالا که ویژگی عمده قاب خمشی مقاوم می باشد. در بادبندهای واگرا پیوندهای کوتاه با قابلیت تغییر شکل های پلاستیک در خمش یا برش دارای ظرفیت استهلاک انرژی بالایی می باشند. در این سیستم حدود 5 تا 15 درصد از مصرف فولاد در مقایسه با قاب خمشی شکل پذیر کاسته می شود، اما به هر حال سیستم واگرا دارای نقاط ضعفی نیز می باشد. برای نمونه می توان گفت که استهلاک انرژی توسط تیر پیوند که بخشی از اعضای اصلی قاب است، انجام می شود که در نتیجه تعمیر یا تعویض آن بعد از یک زلزله شدید مشکل و پر هزینه خواهد بود. همچنین به منظور فعال کردن تیرهای پیوند، نیاز به اتصالات صلب در قاب می باشد. از دیگر معایب این سیستم می توان به اعوجاج بیش از حد سقف در اثر تغییر شکلهای زیاد تیرهای پیوند اشاره کرد.
بهسازي لرزه اي سازه ها
در بهسازي لرزه اي سازه ها يكي از روش هاي كاهش نيروي جانبي ناشي از زلزله استفاده از ميراگرها مي باشد. در طي زلزله، انرژي زيادي به سازه اعمال مي گردد. اين انرژي به دو صورت جنبشي و پتانسيل (كرنشي ) بر سازه اعمال مي گردد كه به طريقي جذب يا مستهلك مي گردد. اگر سازه فاقد ميرائي باشد ارتعاش آن پيوسته خواهد بود اما بدليل وجود ميرائي در مصالح، ارتعاش كاهش مي يابد. در سيستم هاي جداسازي لرزه اي، استفاده از سيستمهاي مستهلك كننده انرژي، جايگاه ويژه اي را به خود اختصاص داده اند .افزايش ميرائي با استفاده از روشهاي مختلفي نظير جاري شدن يك فلز نرم، اصطكاك دو فلز بر روي هم، حركت يك پيستون درون يك ماده لزج و يا رفتار ويسكوالاستيك در موادي از جنس شبيه لاستيك امكان پذير مي باشد. در سالهاي اخير تلاشهاي جدي به منظور توسعه مفهوم اتلاف انرژي به عنوان يك تكنولوژي كاربردي جهت مقابله با زلزله صورت گرفته است . اساس روشهاي تحليل و طراحي امروزي بر مقاومت در برابر بارهاي جانبي استوار مي باشد . از ديدگاه انرژي نياز به بازنگري در روشهاي فعلي تحليل و طراحي ضروري مي باشد به نحوي كه مهندس طراح بايستي توجه خود را بر مديريت انرژي ورودي به سازه در اثر زمين لرزه متمركز نمايد.
طراحي سيستم هاي مدرن
جهت طراحي سيستم هاي مدرن ، براي يك طرح مقاوم لرزه اي مناسب ابتدا بايد سعي در حداقل نمودن مقدار انرژي هيسترتيك تلف شده در اعضاي اصلي سازه نمود .دو ديدگاه مهم جهت رسيدن به اين هدف وجود دارد. اولين ديدگاه شامل طرح هايي است كه در آن سعي در كاهش انرژي ورودي به سازه داريم كه به عنوان مثال سيستم هاي جداسازي پايه از آن جمله اند. دومين ديدگاه بر روي مكانيزم هاي اتلاف انرژي در خود سازه متمركز است . براي اين منظور از يك سري تجهيزات استفاده مي نماييم . اين تجهيزات به گونه اي طراحي مي شوند كه بخشي از انرژي ورودي به سازه را تلف مي نمايند و در نتيجه خسارت وارده به سازه اصلي كه ناشي از اتلاف انرژي به صورت هيسترتيك مي باشد ، كاهش مي يابد . انواع سيستم هاي مدرن مقاوم در برابر زلزله عبارتند از : 1- سيستم هاي جدا سازي پایه ای 2- سيستمهاي فعال و نيمه فعال 3- سيستمهاي منفعل.
از ميان سيستم هاي منفعل اتلاف انرژي ، ميراگرهاي فلزي به دليل عدم نياز به تكنولوژي پيچيده جهت ساخت ، عملي تر بودن كاربرد آنها در سازه ، رفتار پايدار در برابر زلزله و دخيل نبودن عوامل محيطي در رفتار مكانيكي آنها از اهميت خاصي برخوردارند . اين ميراگرها باعث افزايش ميرايي و سختي در سيستم سازه اي شده و ظرفيت اتلاف انرژي را افزايش مي دهند .افزودن ميراگرهاي فلزي به سازه باعث تمركز اتلاف انرژي در ميراگرها مي شود كه پس از وقوع زلزله مي توان ميراگرها را به راحتي تعويض نمود و جهت مقابله با زلزله هاي بعدي مقاوم نمود. اين قطعات انرژي ورودي به سازه را به انرژي كرنش پلاستيك يا انرژي هيسترتيك تبديل مي كنند . اين انرژي غيرقابل برگشت است و در سازه تلف مي شود. اخیراً استفاده از مصالح کامپوزیت با توجه به خصوصیات برتر مکانیکی و راحتی حمل‌و‌نقل به‌ عنوان روشی جایگزین روش‌های متداول قبلی جهت تقویت برشی مطرح شده است. دو حالت شکست خمشی و برشی را می‌توان برای دیوار برشی در نظر گرفت. شکست خمشی معمولاً با تسلیم میلگرد همراه می‌باشد. در این حالت کاهندگی مقاومت در حلقه‌های پسماند دیده نمی‌شود، اما کاهندگی سختی ناشی از تسلیم میلگردها مشخص می‌باشد. در شرایط خاصی که دیوار تحت نیروی فشاری زیادی نیز قرار گیرد شکست خمشی با خرد شدن بتن فشاری همراه است که در این حالت علاوه بر کاهندگی سختی کاهندگی مقاومت نیز به‌وجود می‌آید. دیوارهائی که نسبت بعدی (ارتفاع به‌طول) کمی دارند دچار شکست برشی می‌گردند، در این حالت ترک‌های قطری ظاهر می‌شوند. مود شکست در این حالت به‌صورت ترد در پای دیوار رخ می‌دهد