محاسبه و بررسي ضريب رفتار سازه هاي فضاكار گنبدي تك لايه

فلسفه كاربردي ضريب رفتار در آيين نامه هاي طراحي لرزه اي سازه ها، احتساب انرژي است كه يك سازه، از زماني كه اولين مفصل پلاستيك در آن تشكيل مي شود تا زماني كه به مكانيزم خرابي كامل مي رسد، تحمل يا جذب مي كند، هدف از اين مقاله بررسي شكل پذيري و ضريب رفتار گنبدهاي تك لايه تحت بار قائم مي باشد . براي اين كار لاز م ه نياز به مطالعه تعداد زيادي مدل مي باشد . در اين تحقيق چهار نوع شبكه گنبد فضا كار تك لايه ، كه عبارت است از : گنبد شودلر، گنبد تريمد شولدر ، گنبد لاملاي نوع 1 و گنبد لاملاي نوع 2 و گنبد دياماتيك با نسبت دهانه به ارتفاع هاي مختلف (h/s) در نظر گرفته شده اند كه تعداد كل مدل هاي انتخاب شده 100 عدد مي باشد . در اين مقاله با استفاده از نرم افزار ANSYS 10 كه توانايي تحليل غير خطي مسائل را به روش اجزاي محدود دارا است، گنبد ها مدل سازي شده و سپس با روش معمول آناليز غير خطي مصالح و غير خطي هندسي با بار استاتيكي زياد شونده روي سازه انجام گرفته تا سازه ناپايدار و خراب شود كه از حاصل نتايج منحني هاي نيرو- تغيير مكان (منحني ظرفيت سازه) به دست مي آيد و با استفاده از شيوه هاي ارائه شده شك ل پذيري و ضريب رفتار اين سازه ها را محاسبه مي شوند.

كليد واژه ها: گنبد تك لايه ، آناليز غير خطي ، ضريب رفتار ، پارامترهاي لرزه اي

مقدمه

امروزه با پيشرفت علوم و تكنولوژي نيازها و خواسته هاي جديدي در زمينه مهندسي سازه رخ نموده است عامل زمان در ساخت سازه ها اهميت دو چندان يافته و اين امر گرايش به سازه هاي پيش ساخته را افزايش داده است همچنين با افزايش جمعيت جوامع بشري علاقه به داشتن فضاهاي بزرگ بدون حضور ستون هاي مياني خواهان بسيار پيدا كرده است در اين راستا از اوايل قرن حاضر تعدادي از متخصصين مجذوب قابليت هاي منحصر بفرد سازه هاي فضاكار گشته و پاسخ بسياري از نيازهاي جديد را در اين سازه ها جسته اند و البته به نتايج بسيار مثبتي نيز دست يافتند با انتشار اين نتايج روز به روز اين عرصه با اقبال بيشتري مواجه گرديد به گونه اي كه با گذشت چندين دهه هنوز هم مطالعه سازه هاي فضاکار در كانون تحقيقات متخصصين و دانشجويان قرار دارد.

در اين مقاله منظور از عبارت سازه فضاكار سيستم هاي اسكلت فلزي بوده كه از بافت تعداد زيادي المان يا مدول با شكلهاي استاندارد به يكديگر تشكيل مي شوند و نهايتاً يك سيستم سبك و يا صليبت زياد را ايجاد مي كنند.

تجربه تاثير زلزله هاي گذشته بر سازه ها نشان مي دهد كه سازه ها در هنگام زلزله رفتاري غير خطي دارند و بدين دليل مقدار قابل توجهي از انرژي ورودي زلزله را به صورت انرژي ميرايي و پسامند تلف مي كنند . بنابراين سازه ها را معمولاً بر اساس ضوابط آيين نامه هاي زلزله براي نيروي زلزله كه بسيار كمتر از نيروي لازم در حالت رفتار خطي الاستيك مي باشد طراحي مي نمايند . تحليل رفتار و طراحي دقيق سازه ها در مقابل زلزله هاي شديد تنها با تحليل غير خطي ميسر مي باشد اين نوع تحليل با توجه به وقتگير بودن محاسبات و نياز به داشتن نر م افزارهاي پيشرفته و دانش تحليلي قوي، روشي پرهزينه مي باشد و انجام آن براي سازه هاي معمولي در دفاتر مهندسي عملاً غير اقتصادي مي باشد . بنابراين با توجه به سهولت و گستردگي روشهاي تحليل و طراحي سازه در محدوده خطي با نيروهاي تقليل يافته زلزله مي باشد . نيروي زلزله براي تحليل و طراحي خطي سازه ها ، از يك طيف خطي زلزله بدست مي آيد . به منظور كاهش نيروي اعمالي زلزله بدليل رفتار غير خطي سازه ناشي از عواملي مانند شكل پذيري، اضافه مقاومت ، ميرايي و غيره، نيروي خطي محاسبه شده از طيف خطي طرح بوسيله ضريبي به نام ضريب رفتار سازه،(R) كاهش پيدا مي كند.

براي تعيين ضريب رفتار گنبدها و دستيابي به يك مقدار مشخص و كلي نياز به مطالعه تعداد زيادي مدل مي باشد . در اين تحقيق چهار نوع شبكه گنبد فضا كار تك لايه مطابق شكل ( 1)، كه عبارت از 1- گنبدهاي شولدر، 2- گنبدهاي تريمد شولدر ،3- گنبدهاي لاملاي نوع1 و 4- گنبدهاي لاملاي نوع2 و 5-ب گنبد دياماتيك با نسبت دهانه به ارتفاع هاي مختلف h/s انتخاب شده اند ...

دانلود مقاله PDF (۶۴۱ کیلوبایت)