منابع تحقیق درمورد مدل سازی، نرم افزار، مدلسازی

می روند. متداول ترین شکل های اصلی در حلقه مرکزی شکل 1 آورده شده است.
سیستم های اصلی دیوار برشی را می توان به سیستم های باز و بسته تقسیم کرد، سیستم های باز از عناصر خطی انفرادی تشکیل می شوند و یا ترکیبی از چنین عناصری می باشند که یک فضای هندسی را بطور کامل محصور نمی کنند. شکل های L,X,Y,H,T مثال هایی از سیستم باز می باشند. در مقابل آن سیستم های بسته یک فضای هندسی را احاطه می کنند و شکل های متداول آن عبارتند از هسته های مربع، مثلث، مستطیل، و دایره ای.[7]
شکل 5) پلان برج سوث- واکر10،شیکا گو
شکل 6 ) پلان برج میگلین-بیتلر11، شیکا گو
شکل 7) پلان برج 29 طبقه ای در خیابان پنجم بروکلین، نیویورک
جهت آزمودن چیدمان های مختلف و مقایسه آنها از نقطه نظرهای گوناگون، چند الگوی برگزیده را بر روی پلان قرار می دهیم تا بتوانیم الگوهای چیدمانی خود را آزموده باشیم. در ادامه به معرفی الگوهای برگزیده شده جهت مدل سازی در این مطالعه، میپردازیم.
3-2- پلان مورد پژوهش
پلان با شکل ذوزنقه در شکل 8 دیده می شود. این پلان باتوجه به اینکه هیچگونه محور تقارنی ندارد، طبق دسته بندی آیین نامه در دسته سازه های نامنظم قرار میگیرد. این پلان باتوجه به بالا بودن احتمال ایجاد شکل ذوزنقه در زمین های تهران زیاد است به این شکل انتخاب شده است.همچنین می توان آن را نمایندهای از یک شکل چهارضلعی نامتقارن دانست.در تمام چیدمان های انتخاب شده، به جهت اینکه قابل مقایسه باشند سعی بر آن بوده است که سطح دیوارهای استفاده شده برابر باشند، که در این پلان از 4 دیوار تقریبا با دهانه 5.5 متری استفاده شده است.
شکل 8) پلان شماره 1، ذوزنقه نامتقارن
3-2-1- چیدمان شماره 1
در چیدمان شماره یک دیوارها به صورت شکل 9 میباشد. براساس پژوهش های پیش از این، به لحاظ میزان باربری، قرارگیری دیوار برشی بتنی در قاب های بیرونی و در دهانه های کنار هم در قاب ها، شیوه مناسبی است. قرار گرفتن دیوارهای برشی در امتداد یکدیگر(در صورت امکان) نقش بیشتری بر پیچش و تغییرمکان طبقات ایفا می کند.
هم چنین تغییر موقعیت دیوارها به محیط پلان اثر نیروی پیچشی را کمتر خواهد شد، تغییر موقعیت دیوار برشی به محیط پلان باعث پایین آمدن نیروی پیچشی شده و همچنین نیروی بلند کننده فنداسیون( -UP LIFT) نیز کاهش پیدا می کند.
شکل 9) چیدمان شماره یک
شکل 10) چیدمان شماره دو
3-2-2-چیدمان شماره 2
در این چیدملن که در شکل 10 مشاهده می کنید، بررسی وجود دیواری با مشخصات دیوار چیدمان یک با این تفاوت که در این چیدمان دیواری در قسمت اصطلاحا پخی بکار برده شده تا تغییرات احتمالی بررسی شود. که نشان داده شد که وجود این دیوار تاثیر محسوسی نسبت به حالت قبلی در پیچش دیوار ایجاد نمی کند و میزان دوره زمانی سازه را به مقدار اندکی کاهش میدهد.
3-2-3- چیدمان شماره 3
این چیدمان باتوجه به مطالعات انجام شده از ساختمان های نیمه مرتفع در حال ساخت در تهران و ساختمانهای نیمه مرتفع ساخته شده در سایر کشورها به شکل دو “U” مقابل یکدیگر طراحی شد. هستهها در ساختمان های نیمه مرتفع و بلند، از مهمترین اعضای اصلی سازه ای مقاوم در برابر بارهای افقی و قائم هستند. هسته های بتن مسلح معمولا از تعدادی دیوار برشی متصل به هم تشکیل می شوند ویک مقطع قوطی شکل می سازند. همچنین مقطع هسته ممکن است باز باشد، یا به وسیله تیرها و تقاطع با تاوههای کف، نیمه بسته گردد.
شکل 11) چیدمان سوم
شکل 12) چیدمان چهارم
3-2-4- چیدمان شماره 4
چیدمان شماره چهارم به صورت شکل 12 در نظر گرفته شده است. در این چیدمان دیوارها را در هر دو انتهای هر قاب بیرونی ساختمان قرار دادیم.
3-2-5- چیدمان شماره 5
چیدمان شماره 5 بصورت شکل 13 نمایش داده است. هسته ها در ساختمان های بلند و نیمه مرتفع همانطور که قبلا اشاره شد از مهمترین اعضای اصلی سازه ای مقاوم در برابر بارهای افقی و قائم هستند. از طرفی ممان اینرسی هسته های بتن مسلح بسیار زیاد است و لذا غالبا به تنهایی قادر به تحمل تمامی بارهای جانبی هستند. اگر یک ساختمان تحت اثر پیچش قرار گیرد، سختی پیچشی هسته سهم قابل توجهی در مقاومت پیچشی سازه خواهد داشت. و از طرفی در حالت برعکس چیدمان چهارم می باشد. این چیدمان در شکل 13 آمده است.
شکل 13) چیدمان پنجم
3-2-6- چیدمان شماره 6
در این مدل چیدمان دیوارهای T شکل مورد مطالعه قرار گرفت. در این مدل عناصر T شکل به گونه ای قرار داده شده که با تقارن حتی المقدور مرکز جرم و سختی بر هم منطبق گردند. چیدمان شماره 6 در شکل 14 آمده است.
شکل 14) چیدمان شش
3-2-7- چیدمان شماره 7
این چیدمان به دلیل آنکه ابعاد ساختمان را در هر دو راستای X و Y افزایش می دهد، منجر به افزایش سختی سازه شده و همچنین پیچش را در حد محسوسی کاهش می دهد. از این نوع دیوار ها با توجه به آنکه محدودیت های اجرایی را ایجاد میکند در فضاهایی که با این محدودیت مواجهه نیستیم میتوانیم استفاده کنیم. از این چیدمان در بهسازی بیمارستانی در شیکاگو استفاده شده است. در شکل 15 این چیدمان آمده است.
شکل 15) چیدمان هفتم
3-2-8- چیدمان شماره 8
نتایج بررسی های انجام شده در مقایسه اشکال مختلف دیوار برشی نشان داده است که دیوارهای بالدار مانند دیوار Z شکل عملکرد بهتری از نظر تغییرمکان و جذب برش، نسبت به دیوارهای متداول مستطیلی دارند. چیدمان شماره 8 در شکل 16 آمده است.
شکل 16) چیدمان هشتم
4- فصل چهارم- مدلسازی ساختمان های مورد مطالعه با توجه به چیدمان های مختلف دیوارهای برشی
مدلسازی ساختمان های مورد مطالعه با توجه به چیدمان های مختلف دیوارهای برشی
4-1- مقدمه
در این مرحله چیدمان های مختلف یاد شده در مرحله قبل را در پلان نامتقارن ذوزنقه ای قرار داده و در قالب چهار ساختمان 7 و 10 و 12 و 15 طبقه بتنی و با کمک نرم افزار SAP مدل سازی می نماییم.
محل احداث پروژه تهران است و خاک منطقه تیپ III فرض می شود. پروژه دارای کاربری مسکونی است، بنابراین در دسته ساختمان های با اهمیت متوسط قرار خواهند گرفت.
ارتفاع طبقات کف تا کف معادل 3 نتر در نظر گرفته شده است. همچنین از بتن مسلح C350 با وزن واحد حجم 2400 kg/m^3 ، ضریب پواسون 0.2 و ضریب الاستسیته 25000 است.
همچنین از فولاد ST-37 استفاده شده است.
برای مدل کردن سازه به صورت صحیح تحت بارهای جانبی با توجه به نهفته بودن فرض حرکت صلب کف طبقات در تراز خود، باید در نرم افزار مدل سازی، هر طبقه را یک دیافراگم صلب تعریف نماییم. این باعث میشود، نرم افزار کف را در حرکت خود تحت بارهای جانبی به صورت صلب لحاظ کند، یعنی نقاط آن نسبت به هم فاقد حرکت می باشند.
تاثیر خروج از مرکز بودن مرکز جرم نسبت به مرکز سختی، در پاسخ لرزه ای ساختمان ها بسیار مهم است. کاهش دادن فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی به کاهش چشمگیر کرنش های پیچشی در المان های قائم منجر می شود. و بنابراین مشخصا طراحی مقرون به صرفه المان های سازه ای را نتیجه می دهد[20] در تمامی مدل های ساخته شده، سعی بر آن بوده است تا حد امکان مرکز جرم و مرکز سختی به هم نزدیک باشند.
آیین نامه های مورد استفاده برای طراحی ساختمان ها به قرار زیر است:
آیین نامه بارگذاری ایران( مبحث ششم)
آیین نامه 2800 بارگذاری زلزله
4-2 – پلان ذوزنقه ای نامتقارن
برای مقایسه بهتر از نظر جابهجایی طبقات و تغییرمکان نسبی طبقات، ابتدا چیدمان های مختلف بر روی یک مدل پیاده شده است و دیوارها و قاب هر سازه طراحی شده است و بر اساس طراحی اولیه مقادیر جابهجاییها و شتاب طبقات و برش پایه استخراج شده است. در بررسی چیدمان های مختلف در یک ساختمان با تعداد طبقات مشخص به جهت بررسی دقیق تر و بدست آوردن نتایج ملموس تر تغییری در طراحی سازه رخ نداده است و صرفا محل قرارگیری دیوارها تغییر کرده است.
4-2-1- چیدمان ساختمان های 15 طبقه
در این قسمت به بررسی چیدمان های دیوارهای برشی در مقیاس 15 طبقه پرداخته میشود. در این ساختمان از مقاطع مطابق جدول زیر استفاده شده است:
جدول 1) مقاطع به کار رفته در ساختمان 15 طبقه
4-2-1-1 چیدمان شماره 1 ساختمان 15 طبقه
در این چیدمان از دیوارهای رایج مستطیلی استفاده شده است که در شکل 17 نمای سه بعدی آن قابل مشاهده می باشد.
شکل 17) نمای سه بعدی چیدمان اول در ساختمان 15 طبقه
شکل 18) پیچش سازه در مد سوم سازه در چیدمان اول ساختمان 15 طبقه
در ادامه در هر چیدمان به بررسی میزان نسبت تنس در طراحی خطی سازه و همچنین نحوه توزیع مفاصل پلاستیک پرداخته شده است:
شکل 19) نسبت نیاز به ظرفیت مقاطع در چیدمان اول ساختمان 15 طبقه
4-2-1-1-1- مشخصات مفاصل پلاستیک
مشخصات مفاصل پلاستیک اعضا با استفاده از نشریه 360 محاسبه شده است. برای ستون‌ ها از دو نوع مفصل پلاستیک در هر ستون استفاده شده است که عبارت‌اند از: مفاصل کنترل شونده توسط جابجایی(DC) و مفاصل کنترل شونده توسط نیرو(FC). که این مفاصل در فاصله های ابتدایی و انتهایی دو سر ستون ها و به فاصله های 0.05 و 0.95 از دو سر ستون اعمال شده است.
در تیرها نیز به همین ترتیب مفاصل اعمال شده است و همچنین در دیوارها نیز مفاصل دستی باتوجه به اطلاعات موجود در آیین نامه 360 در فواصل 0.05 و 0.95 آن اعمال شده است.
پاسخهای لرزه ای اعم از تغییر مکانهای بام و شتاب و برش پایه و drift ومفاصل خمیری این ساختمان که برگرفته ازتحلیل های تاریخچه زمانی غیرخطی دینامیکی می باشد به همراه جداول و نمودار ها در فصل 5 به تفصیل ارائه شده است.
شکل 20) نحوه توزیع مفاصل پلاستیک در تیر و ستون چیدمان اول در ساختمان 15 طبقه
4-2-1-2- چیدمان شماره 2 ساختمان 15 طبقه
همانطور که در فصل قبل ذکر شد، دیوارها به گونه ای چیده شده است که به شکل رایج اصطلاحا مستطیلی میباشد که در قسمت پخی سازه، دیواری اعمال نشده است که در شکل 21 نمای سه بعدی آن قابل مشاهده میباشد.
شکل 21) نمای سه بعدی چیدمان دوم در ساختمان 15 طبقه
شکل 22) پیچش سازه در مد سوم سازه در چیدمان دوم ساختمان 15 طبقه
شکل 23) نسبت نیاز به ظرفیت مقاطع در چیدمان دوم ساختمان 15 طبقه
شکل 24)نحوه توزیع مفاصل پلاستیک در تیر و ستون در چیدمان دوم ساختمان 15 طبقه
4-2-1-3- چیدمان شماره 3 ساختمان 15 طبقه
در این چیدمان از دیوارهای به هم پیوسته که به عنوان دیوارهای L شکل رایج می باشند استفاده شده است. که نمای سه بهدی آن در شکل 25 قابل مشاهده می باشد.
شکل 25)نمای سه بعدی چیدمان سوم ساختمان 15 طبقه

مطلب مشابه :  تحقیق با موضوعمشارکت مردم، ارتکاب جرم، رفتار متقابل