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

فهرست و منابع 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.