پایان نامه بررسی رفتار لرزه ای ساختمان نامتقارن با سیستم قاب خمشی بتنی به همراه میان قاب مصالح بنایی

فهرست پایان نامه بررسی رفتار لرزه ای ساختمان نامتقارن با سیستم قاب خمشی بتنی به همراه میان قاب مصالح بنایی

فهرست:

عنوان مطالب                                                                                              شماره صفحه

 

فصل اول :مقدمه وکلیات

۱- کلیات  ٢

١-١- مقدمه ......................................................................................................................................٢

١-٢- کلیات موضوع تحقیق ............................................................................................................٥

١-٣- تاریخچه تحقیقات ..................................................................................................................٧

١-٤- سازه های مرکب .................................................................................................................١٧

١-٥- آیا واقعاً توجه به نقش میان قابها ضروریست ؟......................................................................١٧

١-٦- مروری بر تحقیقات انجام شده در مورد قابهای مرکب .......................................................١٨

١-٦-١- مطالعه در مورد اثر بار بر روی ستونها و میانقابها........................................................ ١٨

١-٦-٢- مطالعه در مورد اثر فاصله بین قاب و میانقاب ............................................................. ١٩

١-٦-٢-١- استفاده از جداگر لرزه ای بین قاب و دیوار؛   SIWIS  ......................................................................................................٢١

١-٦-٣ : مطالعه در مورد اثر بازشوها.......................................................................................... ٢٧

١-٦-٤ :  مطالعه در مورد اثر اتصال دهنده های برشی .............................................................. ٢٧

١-٦-٥ : مطالعه در مورد اثر مقاومت مصالح میانقاب ................................................................. ٢٨

١-٦-٦ :  مطالعه در مورد اثر مسلح سازی میانقابها.................................................................... ٢٩

١-٦-٧ - مطالعه در مورد اثر مشخصه های دینامیکی ................................................................. ٣٤

١-٧- خصوصیات قابهای دارای میانقاب ..................................................................................٣٨

١-٧-١- اندرکنش قاب و میانقاب ............................................................................................... ٣٨

١-٧-١-١-تبدیل کنش خمشی به کنش خرپائی .........................................................................................................................................٣٩

١-٧-٢-تأثیر خواص مصالح آجری در رفتار لرزه ای قابهای مرکب ......................................... ٤١

6

 

 

١-٧-٢-١- تأثیر خواص الاستیکی مصالح ساختمانی ................................................................................................................................٤٣

١-٧-٢-٢- تأثیر مقاومت مصالح میانقاب ...................................................................................................................................................٤٣

١-٧-٢-٣- مقاومت برشی دیوارهای آجری غیر مسلح ..............................................................................................................................٤٤

١-٧-٣-رفتار درون صفحه ای قابهای مرکب .............................................................................. ٤٥

١-٧-٣-١-رفتار میانقاب تحت بارهای درون صفحه ای ............................................................................................................................٤٥

١-٧-٣-٢- ترک های مرزی .........................................................................................................................................................................٤٧

١-٧-٣-٣- ترکهای قطری ............................................................................................................................................................................٤٩

١-٧-٣-٣-١-انواع ترک های قطری ................................................. ............................. ...................................................٤٩

١-٧-٣-٤- شکست کنج ..............................................................................................................................................................................٥٢

١-٧-٣-٥- حالت نهائی شکست .................................................................................................................................................................٥٢

١-٧-٣-٦- پرتاب عرضی میانقاب ..............................................................................................................................................................٥٢

١-٧-٣-٧-  شکست ستون کوتاه .................................................................................................................................................................٥٦

۱-٨-روش مدلسازی دینامیکی دیوارهای میانقاب مصالح بنایی............................................٥٧

١-٨-١-مقاومت برشی دیوارهای میانقاب ................................................................................... ٥٧

١-٨-١-١-شکست برش لغزشی ............................................................................................................................................................٥٧

١-٨-١-٢-شکست فشاری...........................................................................................................................................................................٦٠

١-٨-١-٣- ترک خوردگی کشش قطری.....................................................................................................................................................٦١

١-٨-١-٤- حداکثر مقاومت برشی دیوارهای میانقاب مصالح بنایی..........................................................................................................٦١

١-٨-٢-مدل سازی دیوارهای میانقاب بنائی ............................................................................... ٦٢

١-٨-٣-نحوه مدلسازی دیوارهای میانقاب دارای بازشو............................................................. ٦٨

١-٨-٣-١-مدلهای معادل برای پانلهای چند فنره ........................................................................................................................................٧٠

١-٨-٤-روشها ی دیگری از مدلسازی غیر خطی  دیوارهای میانقاب ........................................ ٧١

 ١- -٥٨-روش ساده ای جهت ارزیابی لرزه ای قابهای بتن مسلح دارای میانقاب ............................٧٨

فصل دوم :

٢- مطالعه ساختمان مرکز مخابرات بم ......................................................................................٨٥

٢ ١ معرفی ساختمان مرکز مخابرات بم [٢ ]...........................................................................٨٥

٢-١-١- ضریب برش پایه طراحی ساختمان ............................................................................... ٨٧

 

٢-١-٢-شکل سازه و پلان طبقات ساختمان [١٢] ........................................................................ ٩٠

٢-١-٣-محاسبه وزن ساختمان ..................................................................................................... ٩٤

٢-١-٤-جزئیات و مصالح ستونها و تیرها ................................................................................... ٩٤

٢-١-٥-دیوارهای میانقاب بنائی .................................................................................................. ٩٧

٢-٢-آنالیز غیر خطی تاریخچه زمانی ساختمان مرکز مخابرات بم و بررسی پاسخها.............. ١٠٠

٢-٢-١-معرفی المانهای سازه ای ............................................................................................... ١٠٠

٢-٢-٢- مدلسازی دیوارهای میانقاب ........................................................................................ ١٠١

٢-٢-٢-١-محاسبه پوش مقاومت دیوار تیپ A2 ( یوار بدون بازشو،مطابق جدول ٢-٤).....................................................................١٠١

٢-٢-٢-٢-محاسبه پوش مقاومت دیوار تیپ B ( یوار دارای بازشو،مطابق جدول ٢-٤).......................................................................١٠٤

٢-٢-٣- معرفی مشخصات گرهی و پارامترهای تحلیل دینامیکی ............................................. ١٠٨

٢-٢-٤-بررسی پاسخ های بدست آمده از تحلیل ..................................................................... ١٠٩

٢-٣-بررسی اثر حذف دیوارها در رفتار سازه اصلی................................................................ ١٢٠

٢-٤-بررسی منحنی IDA  برای ساختمان مرکز مخابرات بم .................................................... ١٣٠

٢-٤-١-بررسی منحنی IDA مربوط به حداکثر رانش لبه های ساختمان .................................. ١٣٠

٢-٤-٢- بررسی نمودار IDA مربوط به حداکثر کرنش المانها.................................................. ١٣٤

٢-٤-٣- بررسی نمودار IDA دیوارها........................................................................................ ١٣٧

فصل سوم :

٣- مطالعه پارامترهای مفروض درمدلسازی وبررسی اثر هریک از مودهای شکست

دیوارها....................................................................................................................................... ١٤٤

٣-١-بررسی پارامتر С  ............................................................... .........................................١٤٤

٣-١-١-بررسی اثر پارامتر α برپاسخهای تغییر مکان طبقات .................................................١٥٠

٣-١-٢-بررسی اثر پارامتر α برپاسخهای پیچش طبقات .......................................................١٥٣

٣-١-٣-بررسی اثر پارامتر α بررفتاردیوارها.........................................................................١٥٤

٢٣- -بررسی     هر     یک     از     مودهای     شکست     دیوارهای     میانقاب     بر     رفتار     کلی

ساختمان .......................................................................................................................... .. ١٥٨

٣-٢-١-تغییرمکان نسبی طبقات (Drift)...............................................................................161

٣-٢-٢-پیچش طبقات .........................................................................................................١٦٥

٣-٢-٣- رفتار دیوارها در هریک از مودهای شکست ...........................................................١٦٧

٣    ن-٣-     تایج :......................................................................................................................... ١٧٦

فصل چهارم :

٤-بررسی اثر ضخامت دیوارهای میانقاب بنایی ومحتوای فرکانسی زلزله بر رفتار کلی سازه ١٧٩

٤-١-بررسی اثر ضخامت دیوارهای میانقاب بنایی...............................................................١٧٩

٤-٢-بررسی رفتار مدل FIMsو BF تحت زلزله Kobe و مقایسه آن با زلزله Bam................184

4-2-1-Drift طبقات ..........................................................................................................١٨٨

٤-٢-٢-تغییر مکان طبقات ...................................................................................................١٩٢

٤-٢-٣-پیچش طبقات .........................................................................................................١٩٩

٤-٢-٤-رفتاردیوارها در سازه FIMsتحت زلزله کوبه و بم ..................................................٢٠٣

٤-٣- نتایج : .......................................................................................................................٢٠٨

فصل پنجم :

٥- بررسی نحوه چیدمان دیوارها و خروج ازمرکزیت جرم بررفتار ساختمان ........................٢١١

٥ ١ نحوه اعمال خروج از مرکزیت جرم .......................................................................٢١٣

٥ ٢ بررسی پیچش طبقات درهریک از سازهها به ازای خروج ازمرکزیتهای مرکزجرم

متفاوت ................................................................................................................................٢١٤

٥ ٣ بررسی رفتار المانهای سازه ای لبه های ساختمان در سازههای BF ،FIMs  ،WN  و

 WNWE به ازای خروج از مرکزیت های جرم متفاوت ........................................................٢٢٢

9

 

 

٥-٤-بررسی رفتار دیوارها در لبه های سخت (Stiff) و نرم (Flexible)  هر یک از ساختمان ها

 250...........................................................................................................................................

٥-٥- نتایج : .......................................................................................................................٢٥٦

فصل ششم :

٦-نتایج وپیشنهادات ٢٥٩

٦-١-نتایج ................................................................................................................................... ٢٥٩

٦-٢-پیشنهادات : .......................................................................................................................... ٢٦٢

پیوست ................................................................................................................................ ٢٦٤

منابع و مراجع .................................................................................................................................٢٩٤ 

 

منبع:

 

١- نیکزاد،خشایار و هاشم منیری، امیر سپهر(١٣٧٦)، ”آثار مطلوب ونا مطلوب میانقابهای آجری  بر روی رفتار لرزه ای قابهای بتنی“ ،پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ، سال ششم شماره دوم .

2- Bertero, V.& Brokken, S.(1983), “Infilles in seismic resistant building”, Journal of structural

 engineering, Vol. 109, No.6.

3- Buonopane  ,S.G. & White, R.N.(1999), “Seismic evaluation of a masonry infilled  reinforced concrete

 frame by pesoudo-dynamic testing” ,MCEER 99-0001.

4-Zarnic,R.(1994) , “Experimental investigation of the R.C frame infilled by masonry wall” , Journal of

 engineering modeling, Vol. 7 ,No. 1-2 , PP. 37-46.

5- Zarnic,R.(1994) , “Inelastic model of R.C frame with masonry infill analytical approach” , Journal of

 engineering modeling , Vol. 7 ,No. 1-2 , PP. 47-54.

6- Mehrabi, a.b. & Shing, P.B & Schuller, M.P. & Noland, J.L. (1996) , “Experimental evaluation of

 masonry infilled RC frames” , Journal of structural engineering ,Vol. 122,No.3, PP.228-237.

7- Al-Chaar, G. &  Issa, M. & Sweeney,s. (2002), “Behavior  of masonry infilled nonductile reinforced

 concrete frames” , Journal of structural engineering ,Vol. 128,Issue 8, PP.1055-1063

8- Colangelo, F. (2004), “ Pseudo-dynamic seismic response of infilled RC frames designed  for gravity

 loading ” , 13th World  conference on earthquake engineering, Paper No.3021.

9- krstevska,L.& Ristic,D.(2004), “Seismic response of RC infilled frames micro- model for non-linear

 numerical simulation” 13th Word conference on earthquake engineering, Paper No.179.

10- Decanini,L. & Mollaioli,F. & Mura,A. & Saragoni, R. (2004),“Seismic performance of masonry

 infilled R.C frames” , 13th  World conference on earthquake engineering, Paper No.165.

11- Aliaari, M. & Memari, A.M.(2004) ,“ Analysis of masonry infilled steel frames with seismic isolator

subframes”, Engineering Structures 27 (2005) 487–500.

12- Mostafaei, H. & Kabeyasawa, T.(2004), “Effect of Infill Masonry Walls on the Seismic Response of

Reinforced Concrete Buildings Subjected to the 2003 Bam Earthquake Strong Motion :A Case Study of

Bam Telephone Center” , Earthquake Research Institute, The University of Tokyo, Vol. 79(2004) pp.

133-156.

13- Karayannis, ch.g. & Kakaletsis, D.J.& Favvata,M.J.(2005),“Behavior of bare and masonry infilled

 R.C frames under cyclic loading ” , WIT Transaction on the built en viroment ,Vol.81.

14- Mondal, G . & Jain,S.K.(2006) , “Lateral stiffness of unreinforced brick infilled RC frames with

 central openings” , 8th U.S National conference on earthquake engineering, California , Paper No. 215.

15- Guney, D. & Boduroglu, M.H.(2006),“The nonlinear torsional response of structures under

earthquake effect with rotational component ”,First European conference on earthquake engineering

 and seismology, Geneva, Switzerland ,3-8 September 2006, Paper No.7.

16- Combescure,D. (2006),“Some contributions of existing masonry infilled RC frames under extreme

loading ” ”,First European conference on earthquake engineering and seismology, Geneva, Switzerland

 ,3-8 September 2006, , Paper No.370.

17- Crowley, H . & Pinho , R .(2006) , “Simplified equations for estimating the period of vibration of

existing buildings component ”,First European conference on earthquake engineering and seismology,

Geneva, Switzerland ,3-8 September 2006, Paper No.1122.

18- Rodrigiues, H. & Costa, A. & Varum, H .(2006) , “Numerical models to simulate the seismic

response of RC structures component ”,First European conference on earthquake engineering and

seismology, Geneva, Switzerland ,3-8 September 2006, Paper No.1082.

327

 

 

19- Varum, H . & Costa, A. & Pereira, H. & Almeida, J. & Rodrigues, H. & Silveira, D.(2007) ,

th

“Experimental evaluation of the structural behaviour of adobe masonry structural elemenrs”, 5

International Conference on Seismology and Earthquake Engineering, Tehran, Iran , 13-17 May, 2007.

20- Fajfar, P. & Dolsek, M.(2006) , “Simplified seimic assessment of infilled reinforced concrete frames

”,First European conference on earthquake engineering and seismology, Geneva, Switzerland ,3-8

September 2006, Paper No.888.

21- Javed,M. &  Naeem Khan,A. & Penna, A. & Magenes, G.(2006), “Behaviour of masonry structures

during the Kashmir 2005 earthquake”, First European conference on earthquake engineering and

seismology, Geneva, Switzerland ,3-8 September 2006, Paper No.1077.

22- Akyuz , U. & Yakut, A. & Ozturk, M.S.(2006) , “Effect of masonry infill walls on the lateral

behavior of buildings”, First European conference on earthquake engineering and seismology, Geneva,

Switzerland ,3-8 September 2006, Paper No.494.

23- Moghaddam, H.A. & Dowling ,P.J.(1987),“The state of the art in infilled frames”, ESEE Research

Report.

٢٤- مقدم ،حسن (١٣٧٠) ”طراحی لرزه ای سازه های آجری“ ،دوره کوتاه مدت تخصصی مهندسی زلزله ، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله .

٢٥ - مقدم ،حسن (١٣٧٣)، ”طراحی لرزه ای سازه های آجری“ ،دانشگاه صنعتی شریف .

٢٦- معتمدی ، مهر تاش و بهرنگ ،وحید (١٣٨٢)، ”مطالعۀ تأثیر میانقابهای آجری در آسیب پذیری لرزه ای ساختمانهای بتن مسلح “ ، گزارش نهائی پروژه تحقیقاتی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهرن جنوب .

٢٧- تسنیمی، عباسعلی (١٣٨٣) ،” رفتار دیوارهای آجری مندرج در استاندارد ٢٨٠٠“ ، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ،نشریۀ گ -٤٠٤.

28- Danesh,F. & Behrang, V.(2004), “The influence of masonry infill walls on dynamic behavior of

concrete structures”,13th Word conference on earthquake engineering, Paper No.1984.

٢٩- پارسا، فرزاد و سروقد مقدم ، عبدالرضا(١٣٨٦)، ” بررسی پاسخ دینامیکی قابهای بتنی دارای میانقاب حین اعمال بار چرخه ای “ ، پنجمین کنفرانس بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ،٢٣-٢٦ اردیبهشت ١٣٨٦، تهران - ایران .

30- Karimi, K. &  Bakhshi, A.(2006) , “Development of fragility curves for unreinforced masonry

buildings before and after upgrading using analytical method”, First European conference on earthquake

engineering and seismology, Geneva, Switzerland ,3-8 September 2006, Paper No.107.

31- Moghadam, H.A & M.Gh. Mohammadi, M.Gh. & M. Ghaemian, M.(2006) , “Experimental and

analytical investigation into crack strength determination

of infilled steel frames”, Journal of Constructional Steel Research 62 (2006) 1341–1352.

32- Moghadam, H. & Mohammadi, M. Gh.(2007) , “Experimental Behavior of Multilayer Infilled Steel

Frame”, 5th  International Conference on Seismology and Earthquake Engineering , Tehran, Iran , 13-17

May, 2007.

33- Thiruvengadam, V. “On the Natural frequencies of Infilled Frames”,J of Earth.Eng. and

Str.dynamics,PP.401-419,1995.

34- Mallick, D.V. & Garg,R.P. “Effect of  opening on the lateral stiffness of infilled frames”,Proc.

ICE,49,PP.193,209,1971.

35- Liauw, T.C. & Lee, S.W. “On the behavior and analysis of multi- story infilled frame subjected to

lateral loading”, Proc. Inst. Eng. Part2,63, Sept.PP.641-656,1977.

36-  Liauw, T.C. & Kwan,K.H. “Non-linear analysis of  multi story infilled frame”, Proc. Inst. Civil Eng

.Part2,73,June,PP.441-454,1982.

37- Paulay, T. & Priestley M.J.N.(1992) . “ Seismic Design of Reinforced

Concrete and Masonry Buildings”,  JOHN WILEY & SONS, INC.

328

 

 

38- FEMA 306, (1998), Applied Technology Council (ATC-43 Project), Evaluation of Earthquake

Damaged Concrete and Masonry Wall Buildings.

39- Moghaddam H. A, (2004) , “ Lateral Load Behavior of Masonry Infilled Steel Frames with Repair

and Retrofit”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 130, No 1, 56-63.

40- Chen, Yi-Hsin.(2003), “Seismic Evaluation of RC Buildings Infilled with Brick Walls”, PhD thesis,

National Cheng- Kung Univ., Tainan, Taiwan, in Chinese.

41- Stafford-Smith & Carter(1969), “ A method of analysis for infilled frames”, Proceedings of the

Institute of Civil Engineers, 44, 31-48.

42- Saneinejad, A. & Hobbs, B.(1995)Inelastic Design of Infilled Frames, Journal of Structural

Engineering ASCE ; 121 (4) : 634-650.

43- Madan, A. & Reinhorn, AM. & Mandar, JB. & Valles, RE(1997), “ Modeling of Masonry Infill

Panels for Structural Analysis”, Journal of Structural Engineering ASCE ; 123 (10) : 1295-1302.

44-Carvalho, E.C. & Coelho, E. (Editors) (2001), “ Seismic assessment, strengthening and repair of

structures”, ECOEST2-ICONS Report No.2, European Commission  “Training and Mobility of

Researchers” Programme.

45-Crisafulli, F.J. (1997), “ Seismic Behaviour of Reinforced Concrete Structures with Masonry Infills”,

PhD Thesis, University of Canterbury, New Zealand.

 46- Crisafulli, F.J. & Carr, A. &  Park, R. (2000), “ Analytical Modelling of Infilled Frame Structures –

A General Review”, Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 33, No. 1.

47- Blandon-Uribe, C.A. (2005), “ Implementation of an Infill Masonry Model for Seismic Assessment

of Existing Buildings”, Individual Study, European School for Advanced Studies in Reduction of

Seismic Risk (ROSE School), Pavia, Italy.

48- Smyrou, E. & Blandon-Uribe, C. & Antoniou, S. &  Pinho, R. & Crowley, H. (2006), “

Implementation and Verification of a Masonry Panel Model for Nonlinear Dynamic Analysis of Infilled

Frames”, Proceedings of the First European Conference on Earthquake Engineering and Seismology,

Geneva, Paper No. 355.

49- Calvi, G.M. &  Bolognini, D. &  Penna, A. (2004), “ Seismic Performance of Masonry-Infilled RC

Frames – Benefits of Slight Reinforcements”, Proceedings of SÍSMICA 2004, 6º Congresso Nacional de

Sismologia e Engenharia Sísmica, Portugal.

50-Bal, I. & Crowley, H. &  Pinho, R. & Gulay, G. (2006), “Structural Characterisation of Turkish R.C

Building Stock for Loss Assessment Applications”, Proceedings of 1st European Conference of

Earthquake Engineering and Seismology, Geneva, Paper No. 603.

51-Liauw, T.C. &  Kwan, K.H. (1984), “ Nonlinear Behaviour of Non-Integral Infilled Frames”,

Computers and Structures, 18, No. 3, 551-560.

52- Bertoldi, S.H. &  Decanini, L.D. & Santini, S. & Via, G. (1994), “ Analytical Models in Infilled

Frames”, Proceedings of the 10th European Conference in Earthquake Engineering, Vienna.

53- Decanini, L.D. & Fantin, G.E. (1987), “Modelos Simplificados de la Mamposteria Incluida en

Porticos. Caractreisticas de Rigidez y Resistencia Lateral en Estrado Limite”, (in spanish) Jornadas

Argentinas de Ingenieria Estructural, 2, 817-836

54-  Dolšek, M.& Fajfar, P. (2005a), “ Simplified non-linear seismic analysis of infilled reinforced

concrete frames”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 34(1), 49-66.

55- Fardis, M. N. (ed.), (1996), “ Experimental and numerical investigations on the seismic response of

RC infilled frames and recommendations for code provisions. ECOEST.PREC 8, Rep. No. 6, NLNEC,

Lisbon.

56- Dawe, J.L. & Seah, C.K. (1988), “ Lateral load resistance of masonry panels in flexible steel

frames”, Proceedings of the Eighth International Brick and Block Masonry Conference, Trinity College,

Dublin, Ireland.

329

 

 

57- NZSEE,( 2005), “ Assessment and Improvement of the Structural Performance of Buildings in

Earthquakes”, Study Group Draft, New Zealand Society for Earthquake Engineering.

58- Mander, J. B. & Priestly, M. J, N. &  Park, R., (1988), “ Observed stress-strain behavior of confined

concrete”, Journal of Structural Division, ASCE, Vol. 114, No. 8, pp.1827-1849.

59- Silvia Mazzoni & Frank McKenna & Michael H. Scott & Gregory L. Fenves, et al.  “OpenSees

Command Language Manual”, Printed on 19 July, 2006.

60- ICG Reconnaissance Mission, “Bam Earthquake of 26 December 2003”,Report prepared for and in

cooperation with Geological Survey of Iran,ICG report 2004-99-1, 16 April 2004.