19590

۱۹۵۹۰

ميرايي معادل سازه هاي مختلط بتن و فولاد با در نظر گرفتن اندركنش خاك و سازه

كارشناسي ارشد

زلزله

۱۳۹۵-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۶/۳۱

دكتر فريدون اميني

عمران

امروزه طراحي و ساخت سازه‌هاي مختلط مقاوم در برابر ارتعاش ناشي از بارهاي ديناميكي حاصل از وزش بادهاي سهمگين و زلزله يكي از چالش‌هاي مهندسين سازه محسوب مي‌شود. رفتار بيشتر سيستم‌هاي سازه‌اي به گونه‌اي است كه مكانيسم ميرايي آن‌ها بطور يكنواخت در سراسر سازه توزيع مي‌شود اما اگر سازه از چند نوع ماده تشكيل ‌شود به گونه‌اي كه مواد مختلف، مكانيسم اتلاف انرژي متفاوتي را در بخش‌هاي مختلف سازه بوجود ‌آورند، در اين حالات خاص بدليل توزيع غير يكنواخت ميرايي در سيستم، ماتريس ميرايي نامتناسب خواهد بود. اين سازه‌ها بدون اصلاح مشخصات ميرايي، مقادير ويژه بسيار پيچيده‌اي دارند بنابراين انجام تحليل و طراحي با نرم افزارهاي موجود امكان پذير نيست، زيرا در طراحي سازه به‌خصوص با نرم افزارهايي مثل ETABS و SAP نسبت ميرايي مودال سازه به عنوان يك پارامتر ورودي براي تحليل بايد مشخص باشد. در تحليل‌هاي روزمره يكي از فرض‌هاي ساده‌كننده اين است كه اتصال سازه به زمين صلب مي‌باشد، اما در عمل اين گونه نيست و سازه بر روي خاك احداث مي‌شود، كه مصالحي با سختي پايين و ميرايي بالا است. پريود و ميرايي سازه‌ها، كه هر دو عامل در رفتار لرزه‌اي سازه نقش بسيار مهمي دارند، از پريود و ميرايي واقعي آن‌ها كمتر در نظر گرفته مي شوند. ده‌ها سال است كه تاثير اندركنش ميان خاك و سازه شناخته شده است. در اين راستا روش‌هاي متعددي براي تخمين ميزان اين اثرگذاري مورد استفاده قرار گرفته است. دراين پايان نامه سعي مي‌شود كه يك نسبت ميرايي معادل با استفاده از روش نيمه تجربي حداقل خطا براي اين سازه‌هاي مختلط محاسبه شود كه اندركنش بين خاك و سازه نيز در نظر گرفته شود. نتايج نشان مي‌دهد كه پاسخ سازه در حالت سازه با ميرايي محاسبه شده تقريبي بسيار نزديك به ميرايي واقعي سازه مي‌باشد.

1397/08/06

Equivalent damping ratio for concrete/steel mixed structures considering soil-structure interaction

10/28/2018 12:00:00 AM

The design and construction of mixed structures against vibration and dynamic loads from strong winds and seismic loading is a major challenge of structural engineers. Mixed structures are consist of several types of material, there are inherent differences in the nature of dynamic response of each part since damping properties and material laws of the two parts are different. Therefore dynamic analysis of these structures when it is subjected to stimulation earthquake, can be very complicated. Current codes and available commercial software packages such as ETABS and SAP do not provide analytical solutions for such structural systems. For common analyses it is usual to assume that the structure has a rigid support, but in practice the structure is constructed on the soil, a material of low stiffness and high damping, this decreases the overall stiffness of the system resulting in a subsequent increase in the natural periods of the system and the overall response is altered. The studies show the effect of soil- structure interaction may considerably increase response in a specific load and specific condition. For decades, the soil - structure interaction effect has been recognized. In this regard, several methods have been used to estimate the magnitude of this effect. This thesis attempts to calculate an equivalent damping ratio for these mixed structures by means of a semi-empirical error minimization method with considering soil - structure interaction. Finally, the investigation of results indicate that the use of the equivalent damping ratios yields results that are similar to the ones obtained by the actual damping distribution and provide a much better approximation than the case where the conservative overall ratio of 2% is used.