به نام یگانه معمار هستی ساخت ماکت،طراحی سه بعدی،طراحی داخلی،طراحی نما،پوستر،پروژه های معماری و عمران--آموزش کاربردی اتوکد،تریدی مکس،فتوشاپ لاهیجان،پاساژخیرخواه طبقه دوم 01413228206 ----09365322103 ساخت ماکت,طراحی پلان,نما,MAX,AUTOCAD

ساخت ماکت,طراحی پلان,نما,MAX,AUTOCAD
پروژه های معماری و عمران - آموزش نرم افزارهای معماری و عمران 
ناصر شابختی:استادیار دانشكده مهندسی دانشگاه سیستان و بلوچستان
علی حشمتی سعادتی:كارشناس ارشد سازه
خلاصه
یكی از انواع سیستمهای مقاوم در برابر زلزله سیستم دیوار برشی بتنی است كه به دلیل عملكرد مناسب آن در زلزله های گذشته مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.
اما برخی محدودیتهای معماری مهندس محاسب را مجبور به تعبیه بازشو در دیوارهای برشی می نماید. به ویژه در سازه های بلند دارای هسته مركزی بتنی، پیرامون اتاق آسانسور محل مناسبی برای نصب دیوار برشی و متصل نمودن آنها در جهت عمود بر یكدیگر و ایجاد نمودن دیوار برشی بالدار می باشد اما به منظور تعبیه درب آسانسور ناچار به ایجاد بازشو در یكی از دیوارها می باشیم كه این امر بر رفتار دیوار برشی تاثیرگذار خواهد بود. نسبت ابعاد بازشو و همچنین درصد آرماتور بكار رفته در دیوار از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی دارای بازشو می باشند كه روشهای نوین طراحی براساس سطح عملكرد، امكان بررسی رفتارغیرخطی و شكل پذیری چنین سازه ای را بخوبی فراهم آورده است.
در تحقیقات گذشته از تیرهای كوپله برای مدلسازی كامپیوتری بازشوها در دیوارهای برشی استفاده شده است، این تقریب به ویژه  برای بازشوهای با ارتفاع كم خطای نسبتا زیادی در پاسخهای سازه ایجاد می نماید. لذا برای رفع این نقیصه در تحقیق حاضر دیوار برشی بتنی بصورت یك صفحه دارای سوراخ مدل گردیده و تاثیر نسبت عرض بازشو به عرض دیوار و نسبت ارتفاع بازشو به ارتفاع دیوار بر رفتار غیرخطی سازه، به ازاء درصد آرماتورهای مختلف، به روش طراحی بر اساس سطح عملكرد مورد بررسی قرار گرفته است.

مقدمه
احداث دیوار های برشی چه در ساختمانهای بلند و چه متوسط وحتی در ساختمانهای كوتاه موجب می شود كه مقاومت ساختمان بطور قابل توجهی افزایش یابد و در مقایسه با ساختن قابهای خمشی اقتصادی تر خواهد بود و بهترین شیوه برای كنترل خیز جانبی ساختمانها می باشد. امروزه بخوبی می توان از دیوارهای برشی در كنار قابهای خمشی به نحوی استفاده كرد كه رفتار مجموعه سازه نرم، مقاوم و شكل پذیر باشد. در غالب موارد دیوارهای برشی قادرند بیشترین سهم نیروی برش پایه را تحمل كنند كه موجب افزایش چشمگیر سختی ساختمان و كاهش قابل ملاحظه خسارت به عناصر غیرسازه ای می گردند و همچنین دیوارهای برشی قادرند حتی پس از پذیرش تركهای زیاد، بارهای ثقلی ساختمان را تحمل كنند كه ستونها فاقد چنین خاصیتی هستند و در كل چنین عواملی دیوارهای برشی را قابل اطمینان تر از قابهای خمشی ساخته است.
تحقیقات نشان داده است كه درصورت اجرای صحیح و آرماتورگذاری كافی، شكل پذیری مناسبی از خود نشان می دهند. در دیوارهای برشی دارای بازشو اگر دیوار در پایین ترین قسمت خود دارای یك یا چند بازشو باشد هریك از اجزاء دیوار در طرفین بازشو را پایه های دیواری و بخشی از دیوار كه بین بازشوی بالایی و پایینی واقع می شود را تیر همبند یا كوپله می نامند.
Zhaoو همكاران به بررسی تاثیر ارتفاع تیر كوپله و درصد آرماتور برشی آن در آزمایشگاه پرداختند و به این نتیجه رسیدند كه تیرهای كوپله با نسبت دهانه به ضخامت كمتر از 2 شبیه تیرهای عمیق رفتار می كنند و در برش دچار شكست می شوند. همچنین به این نتیجه رسیدند كه تیرهایكوپله با درصد آرماتور برشی كمتر دچار گسیختگی برشی-كششی می شوند اما نمونه های با آرماتور برشی بیشتر، اغلب دچار گسیختگی لغرشی- برشی می شوند و دارای شكستی ترد هستند.
Paulay به بررسی شكل پذیری دیوارهای كوپله پرداخت و به این نتیجه رسید كه دیوارهای كوپله محاسن ویژه ای دارند كه عبارتند از:
- كنترل تغییر مكان بسیار عالی دارند.
- یك سیستم كوپله قوی، امكان استفاده از دیوارهای لاغر بدون به خطر انداختن حدود مجاز تغییر شكل نسبی طبفقات را فراهم می نماید.
- حدود تغییر شكلها در خلال یك پاسخ شكل پذیر، متاثر از مدهای دینامیكی بالاتر نمی باشد.
- با یك آرماتورگذاری مناسب و كافی، میرایی هیسترتیك بزرگتری نسبت به ساختمانهای سنتی با دیوار برشی از خود نشان می دهد.
صفاری و قهرمانی به این نتیجه رسیدند كه افزایش ارتفاع تیر كوپله باعث افزایش مقاومت نهایی می گردد اما درصورتیكه ارتفاع تیر كوپله بیش از حدود 33 % ارتفاع طبقه گردد، تاثیر زیادی در مقاومت نهایی دیوار ندارد و شكل پذیری را نیز كاهش می دهد.
هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر بازشوها و همچنین تاثیر میزان آرماتورگذاری، بر رفتار غیرخطی و سطح عملكرد دیوارهای برشی می باشد. یك ساختمان 8 طبقه با سیستم دیوار برشی دارای بازشو مورد تحلیل غیر خطی قرار گرفته و رفتار غیر ارتجاعی و سطح عملكرد آن بررسی شده است. پس از آن سازه های 4 و 8 و 12 طبقه با شرایط بارگذاری مشابه ساختمان اجرا شده و با حداقل و حداكثر آرماتور ذكر شده در آیین نامه، به منظور بررسی تاثیر میزان آرماتورگذاری بر رفتار غیرخطی و سطح عملكرد سازه ها و كنترل ارضای نیازهای آیین نامه، مورد بررسی قرار گرفته است.
در ادامه نحوه تعیین نقطه عملكرد سازه به روش ضرایب تغییر مكان بیان شده است و سپس رفتار غیر الاستیك دیوارهای برشی مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت كلیات طرح و مشخصات مدل های مورد استفاده در این مقاله و نتایج نهایی مربوط به هر مدل در انتها ارایه گردیده است.
تعیین نقطه ی عملكرد سازه به روش ضرایب تغییرمكان:
تحلیل استاتیكی فزاینده غیرخطی روش موثری برای ارزیابی عملكرد سازه ها در هنگام زلزله می باشد. در این روش، سازه طرح شده تحت الگوی بارگذاری جانبی مشخصی قرار می گیرد و بارهای جانبی تا رسیدن سازه به تغییر شكل نهایی به طور تدریجی افزایش می یابد. با استفاده از این روش منحنی برش پایه در برابر تغییر مكان جانبی بام سازه رسم می گردد كه به آن منحنی ظرفیت سازه می گویند، در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده از منحنی ها، ارزیابی هایی به منظور كنترل رفتار سازه در نقطه عملكرد (Performance Point) تعیین شده برای آن سازه انجام می پذیرد.
به منظور تعیین نقطه عملكرد سازه در این تحقیق از روش ضرایب تغییر مكان ذكر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران و دستورالعمل ATC-40 استفاده شده است. به این صورت كه تغییر مكان نقطه ای روی بام به عنوان تغییر مكان هدف سازه درنظر گرفته می شود و مقدار این تغییر مكان توسط رابطه ی زیر محاسبه می گردد:
δ_t=C_0 C_1 C_2 C_3 S_a  (T_e^2)/〖4π〗^2  g
كه در آن:
C0 ضریب اصلاحی برای تبدیل واكنش یك درجه آزاد به سیستم چند درجه آزاد.
C1 ضریب اصلاحی برای مرتبط ساختن حداكثر تغییر مكان غیر ارتجاعی سیستم، با تغییرمكان به دست  آمده از طیف ارتجاعی خطی.
C2 ضریب اصلاحی جهت لحاظ نمودن تاثیر رفتار هیسترزیس در تغییر مكان طیفی حداكثر سازه .
C3 ضریب اصلاحی برای منظور كردن تاثیرات مرتبه دوم (P – Δ ) می باشند.
پس از به دست  آوردن تغییر مكان هدف، كلیه اعضا سازه باید با معیارهای ذكر شده در دستورالعملهای مقاوم سازی نظیر دستورالعمل ATC- 40و یا FEMA و یا دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران كنترل شوند كه تا رسیدن به تغییرمكان هدف، ظرفیت اعضا از حدود بیان شده برای سطوح عملكرد مورد نظر فراتر نرفته باشند.
رفتار غیرالاستیك دیوار برشی:
تحقیقات انجام شده بر روی دیوارهای برشی بتن مسلح نشان می دهد دیوارهایی كه به حد كافی و به نحو مناسب آرماتورگذاری شده اند نسبت به دیوارهای با آرماتورگذاری كمتر، تركها را در محدوده وسیعتری از سطح خود پخش كرده اند و اغلب این تركها بسته هستند به ویژه  هنگامی كه فولادها به حد جاری شدن نرسیده باشند. همچنین مشخص شده كه آرماتورگذاری پیرامون بازشوها، تاثیر مهمی بر ظرفیت دیوار برشی دارد.
دیوارهای برشی دارای بازشو نیز چنانچه به نحو مناسبی طراحی و آرماتورگذاری شده باشند، رفتار شكل پذیر مناسب و خاصیت استهلاك انرژی بالایی دارند كه به همین دلیل توصیه می شود تا حد امكان از آنها در ساختمانها استفاده شود. این دیوارها در واقع مركب از دو یا چند دیوار هستند كه توسط تیرهای كوپله به یكدیگر متصل شده اند لذا باید نحوه تخریب هر دو قسمت بررسی شود. اغلب شكستهایی كه در این دو قسمت، در سازه ها مشاهده شده است عبارتند از:
شكست ناشی از شكست خود دیوارهای برشی:
در تخریبهای انجام شده در دیوارهای برشی طی زمینلرزه های گذشته مشخص شده كه غالبا چهار نوع ضعف موجب چنین تخریب هایی می شوند
شكل (1) كه باید در طراحی، آنها را شناسایی و تدابیر لازم جهت جلوگیری از آن اتخاذ نمود این تخریبها عبارتند از:
الف- تخریب خمشی
ب- تخریب برشی
ج- تخریب لغزندگی
د- تخریب چرخشی پایه شالوده
در تخریب خمشی، مفصل یا لولای خمیری در پای دیوار تشكیل می شود كه محل حداكثر نیروی برشی نیز می باشد. منطقه اصلی مفصل خمیری در ارتفاعی است كه به آن طول لولای خمیری می گویند. برای كنترل برش طول این ناحیه را معمولا بین یك تا یك و نیم برابر طول دیوار درنظر می گیرند. در تخریب ناشی از برش، تركهای ناشی از خمش در منطقه مفصل پلاستیك در ضخامت و طول بزرگتر شده و سپس با تركهای ناشی از كشش قطری تركیب می شوند كه نهایتا پس از چند تناوب، بتن دیگر قادر به تحمل برش نمی باشد و تمامی برش باید توسط آرماتورها تحمل شود. در تخزیب لغزندگی، دیوار در جهت افقی دچار حركت می شود كه در محل درزهای اجرایی نیز اتفاق می افتد. تخریب ناشی از چرخش شالوده موجب بلند شدن فونداسیون می شود كه از قدرت استهلاك انرژی به شدت می كاهد و موجب بوجود آمدن تخریبهای دیگر در سازه نیز می شود.

شكل 1 – انواع متداول تخریب در دیوارهای برشی

2-شكست ناشی از شكست تیرهای كوپله:
در واقع مهمترین ضعف در دیوارهای برشی دارای بازشو، تیرهای كوپله هستند. این تیرها دارای طولی كوتاه و عمقی زیاد هستند و اگر ضخامت آنها كم باشد، تبدیل به تیر عمیق می شوند كه رفتار مطلوبی ندارند. تیرهای كوپله معمولا از دیوارها ضعیفترند و بر اثر حركت جانبی-خمشی دیوارها، چرخش قابل ملاحظه ای در محل اتصال دیوارها به تیرها اعمال می گردد و همین چرخش موجب تولید لنگر قابل توجه و نهایتا جاری شدن مقاطع تیرها می شود. اغلب سه نوع تخریب در تیرهای كوپله مشاهده می شود كه به ترتیب  عبارتند از:
الف- تخریب خمشی
ب- شكست كششی قطری
ج- شكست قطری فشاری و كششی

شكل 2 – انواع تخریب در تیرهای كوپله



طراحی دیوارها باید به نحوی باشد كه از تشكیل لولای خمیری (جاری شدن آرماتورها) مطمئن باشیم به نحویكه شكست قطری كششی كه شكستی ترد است، نه در دیوار و نه در تیرهای كوپله رخ ندهد، و بطور كلی دیوارها به نحوی رفتار كنند كه لولای خمیری ابتدا در تیرهای كوپله و سرانجام در دیوارها تشكیل شود.

كلیات طرح و مشخصات مدل های مورد استفاده:
در تحقیق حاضر از مشخصات مربوط به یك ساختمان 8 طبقه اجرا شده در شهرستان سبزوار استفاده شده است. سیستم مقاوم در برابر زلزله، دیوارهای برشی بتن آرمه بوده كه در پیرامون آسانسورهای ساختمان قرار گرفته اند. به منظور تعبیه درب آسانسورها بازشوهایی منظم در دیوارهای برشی درنظر گرفته شده است. زمین محل احداث, از خاك نوعIII می باشد. ضخامت دیوار 30cm و نسبت آرماتورهای افقی و قائم ρ = 0.0088 می باشد. طول دیوار برشی 3.0m و طول بازشوها 1m ارتفاع بازشو 2.0m و ارتفاع طبقه برابر 3.0m می باشد.
مشخصات مصالح بتن: وزن مخصوص بتن 2500kg/cm3  و مقاومت 28 روزه بتن fc = 250 Kg/Cm و ضریب پواسون ν = 0.15 پارامترهای مدلسازی خطی و غیرخطی توسط روابط آیین نامه آبا و دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران درنظر گرفته شده است.
مشخصات مصالح فولاد: مقاومت جاری شدن فولاد  fy= 4000 Kg/Cmو مدل الاستیسیته ی فولادE=2100000 Kg/Cm2 در نظر گرفته شده است.
برای مدلسازی دیوار از نرم افزار"CSI perform-3D" استفاده شده است و در مدلسازی سختی و مقاومت مصالح، منحنی سه خطی با كاهش مقاومت نهایی بكار گرفته شده است. همچنین این نرم افزار قابلیت آن را دارد كه تاثیر ترك خوردگی بتن در خمش و برش و خردشدگی آن در فشار و همچنین جاری شدن آرماتورها را نیز لحاظ می نماید.
پس از بررسی سازه اجرا شده، جهت مطالعه تاثیر میزان آرماتورگذاری بر رفتار غیرخطی و سطح عملكرد دیوارهای دارای بازشو, و كنترل تطبیق
نیازهای لرزه ای آیین نامه ایران با مقادیر آرماتور ذكر شده در آن، سازه هایی با دیوارهای 4 و 8 و 12 طبقه با بارگذاری و شرایط مشابه سازه اجرا شده،
با درصد آرماتور حداقل و حداكثر ذكر شده در آیین نامه طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه ایران "آبا" مدلسازی و تحلیل گردیده است. درصدهای
نسبی آرماتورهای در نظر گرفته شده در دیوارهای برشی عبارتند از :
حداقل نسبت آرماتور قائم در دیوار برشی: ρν,min= 0.0012
حداقل نسبت آرماتورافقی در دیوار برشی: ρh,min=0.002
حداكثرنسبت آرماتور در دیوار برشی:  ρmax= 0.2
برای توزیع بار جانبی در ارتفاع سازه، از الگوی بارگذاری مثلثی ذكر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران استفاده شده است و به كمك تحلیل منحنی ظرفیت سازه به دست آمده است. سپس به كمك روش ضرایب تغییرمكان، تغییرمكان هدف آن ها استاتیكی فزاینده غیرخطی (push over) محاسبه و مقادیر دوران در تیر های كوپله و پای دیوار با مقادیر ذكر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران كنترل گشته است. همچنین جهت بررسی عملكرد كل سازه، تغییر شكل نسبی كلی طبقات با مقدار ارایه گردیده در دستورالعمل ATC-40 كنترل شده است.
نمونه اول: ساختمان 8 طبقه اجرا شده:
در این بخش به مطالعه یك نمونه از ساختمان 8 طبقه اجرا شده می پردازیم . در این ساختمان از قاب فولادی ساده جهت انتقال بار قائم استفاده شده است. سیستم مقاوم در برابر زلزله، دیوارهای برشی پیرامون آسانسور هستند كه ابعاد بازشو و مشخصات مصالح آن در بالا ذكر شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد كه در برش پایه 20.2 ton و تغییرمكان 9.4cm نخستین آرماتور كششی جاری شده و در محل بیرونی ترین تار فشاری نیز، مصالح بتنی دچار اندكی خرد شدگی شده است. در برش پایه 25.4ton و تغییرمكان 18.6cm  نخستین آرماتور فشاری، در پایه فشاری جاری شده است. این نقطه به بعد جاری شدن آرماتورهای كششی و خرد شدگی بتن فشاری بطور ناگهانی افزایش می یابد و در برش پایه ی26.4ton شكست برشی در پایه دیوار رخ می دهد و دیوار منهدم شده است(شكل 3 را ببینید) تیرهای كوپله صدمه ای ندیده اند و تنش كششی زیاد در تراز پی و تراز سقف طبقه اول، عامل اصلی تخریب دیوار و نقطه ضعف سازه می باشد. تغییرمكان هدف  δt =10.3 cmمحاسبه شده است كه در این تغییرمكان، عملكرد كلی سازه و همچنین دوران كلیه تیرهای كوپله در سطح ایمنی جانی Ls قرار دارند.

شكل 3 – منحنی ظرفیت نمونه اول



در ادامه ی مقاله، تحقیقات انجام شده بر روی دیواهای برشی با حداقل و حداكثر آرماتور ذكر شده در آیین نامه مورد بررسی قرارمی گیرد كه ضخامت دیوارها، ابعاد بازشوها، بارگذاری و مشخصات كلیه مصالح مشابه ساختمان 8 طبقه اجرا شده كه در بالا ذكر گردید می باشد.

نمونه دوم: ساختمان 4 طبقه با نسبت آرماتور حداقل:
در این بخش یك ساختمان 4 طبقه با تمام ویژگیهای ساختمان 8 طبقه ذكر شده در بخش قبل در نظر گرفته شده و مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد در برش پایه 13.8 ton و تغییر مكان 0.55 cm آرماتور طولی در كشش به حد جاری شدن رسیده است در برش پایه ی 15ton و تغییرمکان 4.44cm ترك خوردگی بتن در پایه دیوار و جاری شدن آرماتورهای كششی به طور ناگهانی افزایش یافته و تا انهدام دیوار پیش می رود (شكل 4 را ببینید) تیرهای كوپله صدمه ای ندیده اند و تنش كششی زیاد در تراز پی موجب تخریب دیوار گشته است. تغییرمكان هدف δt= 4.0cmمحاسبه شده است كه در این تغییرمكان، عملكرد كلی سازه و همچنین دوران تیرهای كوپله بحرانی) تیر طبقه اول)در سطح ایمنی جانی  LSقرار دارند.
نمونه سوم: ساختمان 4 طبقه با نسبت آرماتور حداكثر:
این ساختمان همانند ساختمان نمونه دوم بوده و تنها از نسبت آرماتور حداكثر استفاده شده است. نتایج نشان می دهد كه در برش پایه ی 42.3 ton و تغییرمكان 3.57cm اولین آرماتور كششی جاری شده شده است. در برش پایه 50ton و تغییرمكان 6.4cm تیرهای كوپله در طبقات اول و دوم دچار شكست برشی می شوند و منحنی ظرفیت با یك افت، تا برش پایه ی 20 ton و تغییرمكان 9.9cm كه در آن تمام تیرهای كوپله دچار شكست شده اند پایین می آید و پس از آن سازه تا انهدام نهایی دیوار كه به دلیل كشش زیاد در پایه دیوار رخ می دهد، مقاومت می كند(شكل 5) مقدار تغییر مكان هدف  δt =4.1 cmمی باشد كه عملكرد كل سازه و دوران تیرهای كوپله در سطح ایمنی جانی LS محاسبه شد ه است.

شكل 4 – منحنی ظرفیت نمونه دوم


شكل 5 – منحنی ظرفیت نمونه سوم




نمونه چهارم: ساختمان 8 طبقه با نسبت آرماتور حداقل:
در این بخش همان ساختمان 8 طبقه اجرا شده با نسبت آرماتورهای حد اقل مد نظر می باشد. نتایج طیف ظرفیت نشان می دهد كه در برش پایه 12.5 ton و تغییرمكان 2.0 cm آرماتور طولی در كشش به حد جاری شدن رسیده است و در برش پایه 10.5 ton و تغییر مكان 6.8 cm   ترك خوردگی بتن پایه و جاری شدن آرماتورهای كششی به طور ناگهانی افزایش یافته و تا انهدام دیوار پیش می رود (شكل 6 را ببینید) تیرهای كوپله صدمه ای ندیده اند و تنش كششی زیاد در تراز پی و تراز سقف طبقه اول موجب شكست و تخریب دیوار گشته است. تغییرمكان هدف δt = 10.0 cm محاسبه شده است كه در این تغییرمكان، عملكرد كلی سازه و همچنین دوران تیرهای كوپله بحرانی در سطح ایمنی جانی LS قرار دارند.

نمونه پنجم: ساختمان 8 طبقه با نسبت آرماتور حداكثر:
این ساختمان همانند ساختمان نمونه ی سوم بوده و تنها از نسبت آرماتور حداكثر استفاده شده است. نتایج بررسی طیف ظرفیت (شكل 7 را ببینید) نشان می دهد كه در برش پایه ی  30.2ton و تغییرمکان 12.3 cm اولین آرماتور كششی جاری شده شده است و اندكی خردشدگی بتن در بیرونی ترین تار فشاری رخ داده است. در برش پایه ی  38ton تغییرمكان 21.5cm تیرهای كوپله در طبقات اول، دوم، سوم و چهارم دچار شكست برشی شدند. در این نقطه یك افت در منحنی ظرفیت سازه ایجاد شده كه به دلیل شكست تیرها بوده است و پس از آن منحنی به سمت بالا باز می گردد در برش پایه ی  32.7ton تغییرمكان 54.5cm  ، تمامی تیرها دچار شكست می شود و یك افت شدید در منحنی ایجاد می شود، پس از آن شاهد افزایش مقاوم هستیم كه ناشی از مقاومت دیوارها است و سازه تا تخریب نهایی دیوار كه به دلیل جاری شدن آرماتور كششی در پایه كششی دیوار و خرد شدگی بتن مقاومت می كند. مقدار  تغییرمكان هدف δt = 4.1 cm محاسبه شده است كه عملكرد كل سازه و دوران تیرهای كوپله و پایه ها در سطح ایمنی جانی LS می باشد.

شكل 6 – منحنی ظرفیت نمونه ی چهارم



شكل 7 – منحنی ظرفیت نمونه ی پنجم



ششم: ساختمان 12 طبقه با نسبت آرماتور حداقل:
در این بخش یك ساختمان 12 طبقه با تمام ویژگیهای ساختمان 8 طبقه ذكر شده در بخش های قبل در نظر گرفته شده و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج طیف ظرفیت این ساختمان نشان می دهد در برش پایه 9.5ton و تغییر مكان 5.4cm آرماتور طولی در كشش به حد جاری شدن رسیده است و در برش پایه 10.9ton و تغییر مكان 11cm آرماتور طولی در تیركوپله طبقه اول جاری شده است. در برش پایه ی 11.7ton و تغییر مکان 23.1cm آرماتورهای فشاری پایه جاری شده اند و خرد شدگی بتن نیز اتفاق افتاده است، از این نقطه به بعد افزایش مقاومتی در دیوار مشاهده نمی شود و خردشدگی بتن فشاری و جاری شدن آرماتورهای كششی افزایش یافته و تا انهدام دیوار پیش می رود(شكل 8 را ببینید) تیرهای كوپله محاسبه صدمه ای ندیده اند و تنش كششی زیاد در تراز پی و تراز سقف طبقه اول موجب تخریب دیوار گشته است. تغییرمكان هدف δt = 13.9 cm محاسبه شده است كه در این تغییرمكان، عملكرد كلی سازه و همچنین دوران تیرهای كوپله بحرانی در سطح ایمنی جانی LS قرار دارند

نمونه هفتم: ساختمان 12 طبقه با نسبت آرماتور حداكثر:
این ساختمان همانند ساختمان نمونه پنجم بوده و تنها از نسبت آرماتور حداكثر استفاده شده است. نتایج بررسی طیف ظرفیت(شكل 9 را ببینید) نشان می دهد كه در برش پایه ی 24.5ton و تغییرمكان 28.15 cm اولین آرماتور كششی جاری شده و اندكی خرد شدگی در بیرونی ترین تار فشاری بتن رخ داده است. در برش پایه ی 32 ton و تغییرمكان 55.5cmتیرهای كوپله ی طبقات اول، تا ششم، دچار شكست برشی می شوند و یك افت شدید در منحنی ظرفیت ایجاد می شود منحنی دوباره به سمت بالا باز می گردد، تا اینكه در برش پایه ی 25ton و تغییرمكان 145.6cm تمام تیرهای كوپله می شكنند و پس از آن سازه اندكی مقاومت می نماید و به دلیل كشش زیاد در پایه كششی و خرد شدگی پایه فشاری تا تخریب نهایی دیوار پیش می رود. تغییرمكان هدف δt = 17.7 cm محاسبه شده است كه عملكرد كل سازه و دوران تیرهای كوپله و پایه ها در سطح ایمنی جانی LS می باشد.

شكل 8 – منحنی ظرفیت نمونه ی ششم



شكل 9 – منحنی ظرفیت نمونه ی هفتم



نتیجه گیری
1- تغییرمكان نسبی بام سازه با مقادیر ذكر شده در ATC-40 مقایسه و دوران تیرهای كوپله بحرانی و پایه های دیوار، با مقادیر ذكر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران كنترل گردید و مشخص شد كه عملكرد كلی و دوران تیرهای كوپله و پایه ها در محدوده ایمنی جانی LS قرار دارند.

2- میزان آرماتور طولی بكار رفته در دیوارها به ویژه  در سازه های مرتفع، تاثیر مهمی بر مقاومت و شكل پذیری آنها دارد، بنحویكه دیوارهای با درصد آرماتور كمتر با افزایش برش پایه، سریعا دچار شكست كششی در تراز پی و طبقات پایین می شوند ولی در دیوارهای با درصد آرماتور بیشتر، پایه ها به خوبی در مقابل كشش مقاومت می كنند تا اینكه تیرهای كوپله دچار شكست می شوند.
3- افزایش بار قائم روی دیوارها موجب می شود كه پایه های دیوار در هنگام زمینلرزه، دیرتر به حد جاری شدن برسند و این امر عملكرد غیرخطی دیوار را بهبود می بخشد.
4-ضعف اصلی در دیوارهایی كه آرماتور طولی مناسبی دارند در تیرهای كوپله است كه غالبا دچار شكست برشی- لغزشی می شوند و افزایش بیش از حد ارماتور برشی تاثیر قابل توجهی بر مقاومت برشی آنها نمی گذارد و موجب ترد شكنی نیز می شود.
5- چنانچه دیوارهای برشی دارای بازشو به نحوی طراحی شوند كه تیرهای كوپله قبل از دیوارها جاری شوند، این تیرها نه تنها نقطه ضعف دیوارها نیستند بلكه در مقابل بارهای جانبی بزرگ، به منزله فیوز عمل می كنند و قبل از آنكه دیوار كه وظیفه انتقال بار جانبی و قائم را دارد صدمه قابل توجهی ببیند می شكنند، كه این خود موجب استهلاك انرژی زیاد و شكل پذیری بالاتر در حركات رفت و برگشتی درطی زلزله می شود كه ویژگی بسیار مطلوبی در رفتار سازه است.
مراجع
1- عباسعلی تسنیمی، رفتار و طرح لرزه ای ساختمانهای بتن مسلح، نشریه شماره ك- 344 ، مركز تحقیقات ساختمان و مسكن، تهران، 1380
2-دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود،پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ، خرداد 1381
3-حامد صفاری، كامران قهرمانی، بررسی تاثیر آرایش فولادگذاری در مقاومت نهایی و شكل پذیری دیوارهای برشی كوپله مسلح، دانشگاه آزاد اسلامی واحد كرمان

4. Z.Z. Zhao, A.K.H. Kwan, X.G. He, Nonlinear finite element analysis of deep reinforced concrete coupling
beams. Engineering structures, 24 (2004) 13-25
5. Tom Paulay (2002) The displacement capacity of reinforced concrete coupled walls. Engineering structures,
24 (2002) 1165-1175.
6.Applied Technology Council,” Seismic Evaluation and retrofit of Concrete Buildings”, (ATC-40), 1996.
7. FEMA 273 (Federal Emergency Management Agency), Techniques for Seismically Rehabilitation Existing
Building, March 1997.
8. P.A. Hidalgo, R.M. Martines, An analytical model to predict the inelastic seismic behavior of shear-wall,
reinforced concrete structures. Engineering structures, 24 (2002) 85-98
9. Tjen N. Tjhin., Mark A. Aschheim, John W. Wallace , Yield displacement-based seismic design of RC wall
buildings. Engineering structures, October (2006)

[ یکشنبه 1390/08/29 ] [ 19:29 ] [ گرد آورنده " صابر عزیزاللهی " ]
.: Weblog Themes By themzha :.

درباره وبلاگ

ساخت ماکت
طراحی پلان
شیت بندی
طراحی لوگو
سه بعدی
3DMAX
AUTOCAD
POWERPOINT


لاهیجان،ساختمان تجاری خیرخواه،طبقه دوم

09365322103
موضوعات وب
امکانات وب
Gta-Tehran.net

83351263214804004730.jpg" width="500" alt="پروژه های معماری و عمران - آموزش نرم افزارهای معماری و عمران" height="150">



برای نمایش تصاویر گالری كلیك كنید


کد گالری