طراحي لرزه اي قابهاي فولادي با روش تغيير مكان هاي مستقيم

Design of Steel Bracing Frames With Direct Displacement Method

هرچند آيين نامه هاي طراحي لرزه اي معمول نظير استاندارد 2800 ايـران تحليـل الاسـتيك خطـي را بـراي پيـشگويي پاسـخ سـازه اي و برآورد نيازهاي لرزه اي كافي مي دانند. اما از آنجا كه رفتار واقعي بيشترسازه ها تحت زلزله طرح به صورت غير خطي مي باشـد لذا تحليل هاي خطي غير دقيق و ناكافي به نظر مي رسند . در دستور العمل هاي جديد كه بر پايه طراحي بـر اسـاس عملكـرد قـرار دارنـد مانندFEMA356 روشهاي تحليل غير خطي جايگـاه خاصـي را يافتـه انـد بطوريكـه بـا محـدود كردن شرايط بكار گيري روشهاي تحليل خطي عملا طراحان را به سمت استفاده از تحليل هاي غير خطي سوق مـي دهنـد . با توجه به اينكه در استاندارد 2800 ايران و دستورالعمل بهسازي لرزه اي در بارگذاري و روش تحليـل و همچنـين نحـوه كنتـرل اعضاء و معيارهاي پذيرش آنها با يكديگر متفاوت مي باشند. بنابر اين ارزيابي لرزه اي ساختمانهاي طـرح شـده بـراسـاس اسـتاندارد 2800 با استفاده از دستورالعمل بهسازي لرزه اي مي تواند مفيد باشد.فلسفه روش طراحي مستقيم بر اساس تغيير مكان اين است كه سازه ها براي دستيابي به سطح مشخص شده اي از عملكرد طراحي گردند. كه اين سطح عملكرد بوسيله مشخص كردن حدود تغيير مكان نسبي جانبي تحت اثر شدت لرزه اي خاص تعريف مي شود . روش طراحي مستقيم بر مبناي تغيير مكان سازه جايگزين مي باشد . در اين روش مي توان از طيف هاي پاسخ تغيير مكان ارتجاعي جهت طراحي استفاده نمود. در اين تحقيق قاب هاي فولادي دوبعدي بـا سيـستم هـاي باربرجـانبي مهاربند همگرا با تعداد طبقات 8و10و12 طبقه انتخاب شده و بـر اسـاس ويرايش چهارم استاندارد 2800 و مبحث دهم مقررات ملي ساختماني ايران تحليل و طراحي گرديدند.وسپس مطـابق ضـوابط دسـتور العمل بهسازي عملكرد آنها با استفاده از روش استاتيكي غير خطي در سطوح عملكردي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفتند و در نهايت نتايج بدست آمده در طراحي در سطوح مختلف و استاندارد2800 با يكديگر مقايسه شده اند. سپس به اين نتايج مي رسيم كه سطح عملكرد قابليت استفاده بي وقفه غير اقتصادي بوده و سازه سنگين بدست مي آيد و در سطح عملكرد ايمني جاني ميزان فولاد مصرفي كمتر از سطح عملكرد قابليت استفاده بي وقفه بوده و اين يك سطح عملكردي مناسب هم از نظر اقتصادي و هم از نظر ايمني و پايداري براي سازه هاي اين تحقيق نسبت به سطوح عملكردي ديگر مي باشد. وسطح عملكرد آستانه فرو ريزش گرچه در مقايسه با سطوح عملكردي ديگر اقتصادي تر بوده و مصرف فولاد پايين تري را دارد. اما سازه در اين سطح عملكرد در نزديكي خرابي يا فرو ريزش و ناپايداري به سر مي برد كه خطرناك مي باشد.

Although conventional seismic design regulations such as standard No. 2800 of iran consider linear elastic analysis sufficient to predict structural response and estimating seismic needs. But since the actual behavior of most of the structures under earthquake is nonlinear therefore linear analysis seems to be inaccurate and insufficient. In new evaluations based on performance-based design such as FEMA356 nonlinear analysis methods have found a special place which by limiting the conditions for applying linear analysis methods practically leads the designers to use nonlinear analysis. Considering the fact that in standard No. 2800 of iran and recommended seismic evaluation on loading and method of analysis and as well as how to control the members and their acceptance criteria are different. Therefore the seismic evaluation of buildings designed according to the standard No. 2800 of iran can be useful using recommended seismic evaluation.The philosophy of direct design based on displacement is that the structures be designed to get a determined level of performance .This level of performance is determined by specifying the relative displacement under particular seismic severity.The method of direct design is based on displacement of the alternative structure. In this method elastic displacement response spectrom can be used in design. In this research two-dimensional steel frameworks with cocentrically bracing systems with a number of floors of 8, 10 and 12 have been selected and based on the standard No. 2800 and the 10th section of the National Building Code of Iran they were analysed and designed. And then they were evaluated using nonlinear static method at different Performance levels in accordance with the criteria recommended seismic evaluation and finally the results of the design at different levels and the standard No. 2800 are compared.Then we come to this result that the performance level Immediate Occupancy is uneconomical and the heavy structure is achieved and at the level of life safety performance the amount of steel consumed is below the performance level Immediate Occupancy and this is a good level of performance both economically and in terms of safety and stability for the structures of this research to other performance levels. And the level of performance Collapse Prevention although more economical in comparison with other performance levels and lower steel consumption. But the structure at this level of performance is in the vicinity of collapse and instability that is dangerous.