نکات درس مقاوم سازی ساختمانهای فلزی وبتنی-بهسازی لرزه ای
*/* مفاصل پلاستیک:
-اگر خاموت به اندازه کافی در مقطع باشد......پلاستیکی شدن آن خمشی میشود......نواحی مفصل پلاستیک در تکیه گاه محدود میشود.....در ناحیهM max
-اگرعضو ضعف برشی داشته باشد(برش در ستون ثابت است).......کل ستون خراب میشود
-تخریب خمشی(پلاستیک شدن خمشی) ، تخریب برشی(پلاستیک شدن برشی)..... پلاستیک خمشی بهترست
- Mnمقاومت خمشی Vnبرش خمشی
-سازه مطلوب یعنی..............Mnکم وVnزیاد
در سازه خوب........Mn
در سازه بد.......Mn>MوVn
-بهتر است ابتدا تخریب خمشی اتفاق بیافتد(تخریب خمشی بهتر از تخریب برشی است)
-مفاصل پلاستیک، بالقوه هستند
-مفاصل پلاستیک 3بعدی وجود ندارد
-محل تشکیل لنگر پلاستیک در تیرها باید باشد
-بارمحوری،چرخش پلاستیک را کاهش می دهد
-هرچه زلزله بیشتر شود،نواحی مفصل پلاستیک، غیر خطی تر می شود.
-اگرلنگر به MPبرسد یعنی تمام تارها جاری شده اند.
-وقتی لنگر به MP رسید یعنی لنگر ثابت میماند
-اگرلنگر به MPیابرش به Vpبرسد،مقطع از نظر خمش،پلاستیک میشود
-نواحی که بیشترین لنگر را دارند را محل تشکیل مفصل پلاستیک گویند
-با تشکیل اولین مفصل پلاستیک در مقاطع............... حالت خطی تمام میشود
-درنواحی تکیه گاهی تیرها ،لنگر ماکزیمم میشود
-اگر بخواهیم مقاومت را افزایش دهیم......................................بهسازی مقاومت
-اگر بخواهیم شکل پذیری را افزایش دهیم.............................بهسازی شکل پذیری
-کد360 دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود
*/*ترازهای عملکردی:
-ترازهای عملکردی عبارتند از:
1-آستانه فروریزش(C.P) 2-ایمنی جانی(L.S) 3-بهره برداری آنی(I.O)
*حد مجاز برای(1):کلانتریها-رییس جمهور-بیمارستان وغیره
*حدمجاز برای(2):خانه های مسکونی(سطح عملکرد 2800)
*حد مجاز برای (3): سیلوها-ویلای کم استفاده
-ضریب اهمیت(I) برای ساختمانهای معمولی(1) –ساختمانهای موقت(8/0)
-عوامل موثر در اضافه مقاومت:1-جاری شدن غیر همزمان در اعضا2-سخت شدگی3-اضافه مقاومت4-ضرائب
- درساختمانهای بلند نتیجه تحلیل خطی وغیر خطی با هم برابر میشوند.
- بهتر است از Rنهایی استفاده شود
-بین 30% تا35% هزینه های نوسازی را به بهسازی اختصاص میدهیم.طرح اقتصادی تر میشود
-هدف بهسازی: 1-سطح عملکرد(ترازهای عملکرد) 2-سطح خطر(ترازهای خطر)
- CP(آستانه فروریزش) LS(ایمنی جانی-هدف 2800) IO(بهره برداری آنی)
-هرچه دوره بازگشت(TR) بیشتر باشد ، نیروی زلزله بیشتر میشود
-زلزله طرح ............................. دوره بازگشت475 ساله ......BASE1(سطح خطر1)
-زلزله بهره برداری................ دوره بازگشت72سال
-دوره بازگشت2475 ساله...................................................... BASE2(سطح خطر2)
- زلزله2475 سال......................MCE(maximum creaditable earth quick)
-سطوح عملکرد عملکرد ساختمان:IO/LS/CP
-سطوح عملکردی متشکل از عملکرد سازه ای وغیر سازه ای است
-عملکرد سازه ای:(STRACTUAL)
S1=IO…………….S3=LS…………….S5=CP
-عملکردغیر سازه ای( NONSTRACTUAL)
N.A=OP……………N.B=IO…………N.C=LS………..ND=CP
-اگر خواستیم ساختمان LSباشد باید: 1-سازه ای باشد S3 2-غیرسازه ای باشدN.C
-انتخاب سطح عملکرد با مالک است
-سطح عملکرد ساختمان بستگی به:
1-سطوح عملکرداجزای سازه ای(s1=io /s3=ls /s5=cp)
2-سطوح عملکرداجزای غیر سازه ای(N.A=OP/N.B=IO/N.C=LS/ND=CP
-در جدول اهداف بهسازی.....1-درآئین نامه 2800 مقدارKراچک میکند 2-KوPخیلی حساس است
-طبق نشریه 360 باهدف بهسازی مبنا................ K
-طبق نشریه 360 باهدف بهسازی مطلوب……...K+P
Kایمنی جانی در475سال است-Pآستانه فروریزش در2475سال است
Kهدف مبنا(در نشریه360)
طبق FEMA.......................هدف بهسازی مبنا K+P
درجدول سطوح عملکردی-سطوح خطر:
-Mبهترین dبدترین
-افزایش هزینه......افزایش کیفیت ساختمان
درادارات............ kوpکنترل میشود
-هدف مطلوب=K-P هدف مبنا=K هدف ویژه=K-P وزیرقطری
-تراز آگاهی =K
-انواع سطوح خطر برای 72سال-225سال-475سال-2475سال کنترل میشود
مواردی که بهسازی لازم است:
1)اگر براساس آئین نامه 2800 نگارش به روز طراحی نشده باشد،نیاز دارد
2)براساسFEMA310براساس سریع ولزوم بهسازی را بررسی میکند
-هیچ لزومی ندارد که FEMA356پاسخگو باشد
-اساس کار360-356 است
-2800 فقط (K)را بررسی میکند
-ارزیابی سریع .........310
-درآیین نامه آمریکا براساس حد نهایی است
-2800 به درد محاسبات بهسازی نمی خورد
-تحلیلهای مورد استفاده مهندسی،خطی است
-آئین نامه آمریکا 356 مهم است
-درنمودار رعایت تغییر مکان..........روش نشریات 360-356 ملاک است
-R=M بایک تفاوت اصلی که: M برای هرعضو از سازه است-Rبرای کل سازه است
-درنشریه360 برای هر عضو یک Mتعریف میکند
-Mبزرگتر........نیروی کوچکتر..............نازکتر طراحی میشود
-اعضای ساختمان متشکل از:1-عناصرسازه ای(تیر-ستون-فونداسیون-دیواربرابر)2-غیر سازه ای(سقف-دیوار-سقف کاذب-نما)
-دریک قاب خمشی.....کلیه اعضا اصلی هستند
-اعضای سازه ای:1-اصلی(علاوه بر تحمل بارهای ثقلی،نیروهای زلزله را نیز تحمل میکنند)2-غیر اصلی(بارثقلی را با تغییر شکل های زلزله تحمل میکنند)
-ارزیابی عینی..........بایددرهرطبقه حداقل20%تا40% اعضا واجزا واتصالات بازدید شود
-آزمایش متعارف در سازه بتنی..... حداقل2نمونه از هر عضو(ستون-تیر-فونداسیون) وحداقل6مغزه از هر سازه
*/* اعضای فیوز(DC):
-QCLمقاومت کرانه پایین(سیم در ماشین-قوی تر....FC) QCEمقاومت مورد انتظار(فیوز......DC)
-DC........اعضای کنترل شونده با تغییر مکان
-FC........کنترل شونده بانیرو......اعضای ترد
- اعضای FCنباید غیر خطی شوند
-فیوزها را لب مرزی طراحی کنیم
-سیم هارا قوی تر طراحی کنیم
-فیوز خمشی ضعیف=رفتارخمشی(خوب)
-فیوزبرش ضعیف=رفتار برشی(بد)
مصالح فولادی:
A-میخواهیم از مقاومت مشخصه استفاده کنیم(FY)
FYe=1/1FYواقعی(فیوز).............FYL=FYاحتیاطی(سیم)
B-میخواهیم از نتایج آزمایش استفاده کنیم(FY1-FY2-FY3)
FYe=Fy.............FYL=FY – &
E=EXPECTED L=LOWERBOAND
*/*-انواع تحلیل:
1-استاتیکی خطی(ساده تر-معتبرتر)(LSP)
2-دینامیکی خطی(LDP)
3-استاتیکی غیر خطی(NSP)(PUSHOVERهل دادن)
4-دینامیکی غیر خطی(سخت تر-دقیقتر)(NDP)
-از 1تا4 افزایش دقت / از 4 تا1 افزایش اعتبار
-روش 1 پایدار است
-مرز رفتار خطی وغیر خطی عدد 2 است
-برای یک بادبند بایستیDCRمحاسبه شود
-DCR برای اعضایی است که از زلزله نیرو میگیرند
-افزایشDCR..........عضو غیر خطی میشود(DCR>2برای اعضای غیر خطی)
-DCR بیشتر یعنی محل تشکیل مفاصل پلاستیک است.یعنی اگرDCRستونها از تیرها بیشتر شود محل تشکیل مفاصل پلاستیک درستونها اتفاق می افتد.
-در آئین نامه آمریکا:
DCR
>DCR>2.4شکل پذیری متوسط...............0.85 x (Vc+Vs)
DCR>4شکل پذیری زیاد......................Vc=0.7 x (Vc+Vs)
-تئوری ستون قوی-تیر ضعیف در گره ها اتفاق می افتد
-درستونها با مقطع بزرگتر......................DCR کمتر است
-انواع پیچش :1-اتفاقی(5%) 2-واقعی 3-غیر خطی
-درسازه منظم،رفتارهای دینامیکی از یک تحلیل استاتیکی قابل پیش بینی است.
-در یک زلزله:اعضای DC(شکل پذیر)-اعضایFC(غیر شکل پذیر)
-درتحلیل استاتیکی ودینامیکی خطی......................مدلها 3بعدی هستند
-در تحلیل استاتیکی ودینامیکی غیر خطی............مدلها2بعدی هستند(کمبود اطلاعات در مورد 3بعدی)
-درقابی که سقف نرم است..............باید هرقاب بطور جداگانه سیستم مهاربند داشته باشد.
-درقابی که سقف سخت است.......باید به نسبت سختی،بار زلزله تقسیم شود
-پریود هر قاب بطورجداگانه یا چسبیده به قاب یکی باشد
-مدلسازی با المانSHELLباشد
-تغییر شکل دیافراگم(دلتا): بیشتر از 2.....صلب برابر2.....نیمه صلب کمتر از 2......نرم
-پیچش مربوط به سقف های صلب است
-در مدل 3بعدی برای سقف صلب در تبدیل به 2بعدی بایستی پیچش اعمال شود
-پیچش مربوط به المان 3بعدی است
-SHELLالمانهایی هستند که در ETSBSدارای سختی هستند
-مدل سازی موجب کاهش مقدارB ونیز کاهش مدل زلزله میشود
-در خاک نرم پریود زیاد است
-پیچش مربوط به سقف صلب است
-در طبقه نرم، " اتا" وجود ندارد( )
-حداقل ضخامت سقف کامپوزیت 9 سانت است
-اثرزلزله قائم را در موارد زیر درنظر میگیرند:
الف-دراعضای قائم مهم است(طره ای) ب-در اعضای پیش تنیده مهم است ج-در اعضایی که تحت بارثقلی،80%ظرفیت آن پرشده است(80%ظرفیت را تقاضا پرکرده است)
-دراعضای پیش تنیده تا (FU75% )عضو را میکشند.
*/* میرایی:
-میرایی یک ساختمان 5% است
- شتاب طیفxجرم ساختمان =نیروی زلزله...........Sa x m=f
- افزایش میرایی=کاهش نیروی طراحی=کاهش بازتاب=افزایش غیرخطی
-میرایی=میرایی خطی+میرایی غیر خطی
-میرائی ویسکوز+میرایی غیر خطی= میرایی موثر
مثال:
13%=میرایی موثر یعنی 5%میرایی خطی+8%میرایی غیر خطی
- میرایی غیر خطی+5%= میرایی موثر ساختمان
-هرچه ساختمان غیر خطی تر شود.......میرایی بیشتر میشود.....نیرویی که ساختمان میگیرد کمتر میشود
-هرچه ساختمان غیرخطی تر وشکل پذیر تر میشود.......نیروی طراحی کاهش می یابد
-باضرایبSRAوSRV مقادیر شتاب وسرعت کاهش می یابد
-m..... کاهش نیروها درروش استاتیکی ودینامیکی خطی است
mمقدارQud را کاهش میدهد
Qud=QE+ -QE
*ضوابط بهسازی سازه های بتنی:
نواقص:
1-عدم امتداد آرماتور مثبت به داخل تیر2-عمل نامناسب وصله ستون3-فاصله زیاد خاموت وعدم محصور شدگی4-ابعاد نامناسب تیر وستون 5-نقص در اتصالات
-درزلزله سطح بهره برداری مقدار R=1 است
-ترک در سختی برشی تاثیر ندارد
-با ایجاد ترک در پای سازه، برش اصطحکاکی در جهت عکس نیرو اتفاق می افتد
-درآئین نامه ایرانVn=Vc+Vs Vn=Vsشکل پذیری زیاد(مقاومت برشی) وVc=0 بتن خرد شده است
*/* شکل پذیری:
-شکل پذیری سازه عقب تر از شکل پذیری اعضاست.
-شکل پذیری=افت انرژی=استهلاک انرژی
-تیرهایی که با خمش کنترل میشوند(رفتار خمشی).......... Vp
-تیرهایی که بابرش کنترل میشوند(رفتاربرشی) ..............Vp>Vn
-ضوابط اعضای اصلی سخت گیرانه تر است
- اگر در مقطعی برش زیاد باشد.........mکمتر میشود
-رفتار برشی رفتار شکل پذیری نمی باشد
-هرچه بار محوری بیشتر شود...........شکل پذیری کمتر میشود
-دیوار های برشی کوتاه .................. دربرش می شکنند(برش حکمفرماست)
-دردیواربرشی بلند...........................خمش حکمفرماست
- دیوار برشی یابا برش کنترل میشود یا با خمش
-تغییرشکل دیوار برشی با خمش بیشتر است
-تغییر شکل دیوار برشی با برش کمتر است
-ترکهای 45 درجه=برشی
-ترکهای قائم انتهای تیر=خمشی
*/* بادبندها(واگرا-همگرا):
-بادبندهای واگرا شکل پذیری بیشتری دارند
-دربادبند واگرا ........ هرچه طول پیوند(e) کمتر باشد ........رفتار برشی(بهتر است)......کل طول تیر جاری میشود
- دربادبند واگرا ........ هرچه طول پیوند(e) بیشتر باشد ........رفتار خمشی.......درطول بلند،2مفصل خمشی ایجاد میشود
-eتا10% طول........ رفتار برش
-eتا 20% طول......رفتار خمشی
-20%>e>10% رفتار تلفیقی
-تخریب برشی بهتر است
-دربادبندهای واگرا استفاده از ورق جان در محل اتصال برشی، مجاز نیست(باید تمام اتصال بال به جان در محل برش جوش یکسره شود)
-همیشه باید رفتار غیرخطی در عضو باشد نه در اتصال
-اگرتنش در فولاد به fyبرسد فولاد جاری میشود(قطعه خمشی)
-اگرتنش در فولاد به 0.55fye برسد قطعه در برش جاری میشود(قطعه برشی)
-برای تیرهای قاب خمشی از جداول نشریه360 مقدارmرا حساب میکنیم
-ستون قاب خمشی تحت کشش .......... رفتارDC دارد
-طول کمانش محل بادبند فشاری،خیلی کوتاه است
-IOمربوط به ساختمانهای خاص است
-کلیه بادبندها عضو اصلی هستند
*/*سئوالات مهم:
***سئوال:ضریب اصلاح سختی برشی چقدر است؟
ج:در اعضای بتنی برابر 1 است
***سئوال:فرق mبا Rچیست؟mبرای تک تک اعضاست R برای کل ساختمان است
***سئوال:شرط صلب بودن سقف چیست؟
ج:اگر تغییر شکل دیافراگم از نصف DRIFTطبقه کمتر بود سقف صلب محسوب میشود.اگر از 2برابرDRIFTبیشتر بود سقف نرم محسوب خواهد شد.
-پیچش مربوط به سقفهای صلب است
***سئوال:درقابهای 2بعدی چگونه اثر پیچش اعمال میشود؟ با اعمال کردن ضریب " اتا "
***سئوال:تفاوت Vدر نشریه 360 با 2800 در چیست؟
ج:Vنشریه 360 ......تغییر مکان بام درست است
V2800............سطح نیرو درست است
***سئوال:درروش تحلیل دینامیکی طیفی ضریب اصلاح (K) چیست؟
درنشریه 360 مقدارش برابر زیر است(kضریب اصلاح دینامیکی طیفی)
K=C1*C2*C3*Ag
***سئوال:تغییر مکان هدف چیست؟هنگام زلزله سازه به تغییر مکان (target)برسد
-نقطه عملکرد از تلاقی طیف ظرفیت با طیف پاسخ کاهش یافته بدست می آید
سئوال:اگرDCRبیشتر از چند شود،عضو رفتار برگشت ناپذیر وغیر خطی پیدا میکند؟
ج: DCR<2................حالت برگشت پذیر دارد(فولاد وبتن).......شکل پذیری کم..............K=1
>DCR>2.4..............حالت برگشت ناپذیر دارد(فولاد وبتن)....شکل پذیری متوسط......K=0.85
DCR>4 ..................شکل پذیری زیادK=0.7 ……………………………….……………….
سئوال:آئین نامه 2800 چه عملکردی را در چه دوره بازگشتی تامین میکند؟
ج:سطح ایمنی جانی را در 475 سال تا مین میکند
***سئوال:چرا آئین نامه 2800 به درد ساختمانهای موجود نمی خورد؟
ج: چون Rرا در ساختمانهای مختلف نمی دانیم
مدیر وبلاگ-دوره ارتقاپایه نظام مهندسی
سیدفرشید غزنینی هاشمی