رفتار سازه های بلند

هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل
۱۷ و ۱۸ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳
۱
مطلوب سازی رفتار سازه های بلند مهاربندی شده
محمدصادق کاظمیان ۱، هاشم جهانگیر ۲، حسن حاجی کاظمی ۳
-۱ دانشجوی دکتری سازه، دانشکده ی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
-۲ دانشجوی دکتری سازه، دانشکده ی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
-۳ استاد گروه عمران، دانشکد هی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
sadegh_kazemiyan @yahoo.com
hashem.jahangir@yahoo.com
hhkazemi@yahoo.com
خلاصه
مهم ترین واکنش های مرتبط با بهره برداری سازه های بلند مرتبه در برابر عوامل خارجی عبارتند از تغییرمکان، شتاب ناشی از بارهای جانبی و
لنگرهای ناشی از خارج از محوری بارهای ثقلی. برای کنترل این واکنش ها لازم است شکل تغییرشکل یافته ی سازه هدایت گردد. در سازه های
مهاربندی شده، مطلو بتر است که تغییرشک لهای خمشی در پایین سازه و تغییرشک لهای برشی در بالای آن حاکم گردند. به طور یکه در تعدادی
از طبقه های میانی درصد تغییرمکان های خمشی و برشی تقریباً برابر باشند. شکل مقطع ستو نها، شا هتیرها و مهاربندها عام لهای اثرگذار بر رفتار
سازه های مهاربند یشده در جهت تامین شرایط بهره برداری و معیارهای آسایش هستند. هم چنین، نوع مهاربندها نیز از عام لهای موثر در چگونگی
رفتار سازه می باشد. در این مقاله، برای دستیابی به رفتار مناسب ، تفاوت میان درصد رفتار خمشی و برشی مطلوب با درصد رفتار خمشی و برشی
سازه کمینه می گردد. با حل مساله ی کمینه سازی، ویژگی های مقطع ستون ها و مهاربندها تعیین م یشود. به یاری این شیوه م یتوان نوع مهاربند را نیز
تعیین کرد. باید افزود، روش پیشنهادی برای دستیابی به طرح اولیه مناسب است.
کلمات کلیدی: رفتار خمشی، رفتار برشی، تحلیل جابه جایی، قاب های خمشی مهاربندی شده، بهینه سازی.
۱٫ مقدمه
بارگذاری سازه های بلند به سبب طبق ههای زیاد آن ها و افزایش اثرهای باد با سازه های کوتاه متفاوت است. بار باد در ارتفاع با شدت بیش تر بر سازه اثر
می گذارد و لنگر بزرگ تری بر سازه اعمال می کند. لذا، نیروی باد در طراحی و گزینش شکل سازه های بلند نقش مهمی دارد. در ناحی ههای زلزله خیز،
ممکن است نیروهای ناشی از حرکت های زمین بیش تر از نیروهای باد شوند. در نتیجه، این نیروها بر طرح و هزینه ی سازه اثر م یگذارند. در سازه های
بلند کنترل واکنش های وابسته به بهر هبرداری اهمیت شایانی دارند. کنترل این عامل ها سبب افزایش پیچیدگی طراحی می شوند. در طراحی این سازه ها
سبک بودن سازه یک اصل است. آشکار می باشد، سبک شدن سازه سبب افزایش شکل پذیری آن می گردد. اگر چه ساز هی شکل پذیر مطلوب می باشد،
اما شک لپذیری نباید سبب افزایش شتاب و تغییرمکان های سازه شود. در طراحی این گونه ساختما نها به میرایی نیز باید توجه بسزایی کرد. علاوه بر
این ها، عمر مفید سازه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. زیرا، هزینه ی ساخت این سازه ها به طور معمول زیاد است. می توان نتیجه گرفت که برای
طراحی سازه های بلند مرتبه نمی توان از دیدگاه های رایج طراحی برای ساختمان های کوتاه بهره جست.
١دانشجوی دکتری سازه
٢دانشجوی دکتری سازه
٣استاد گروه عمران
هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل
۱۷ و ۱۸ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳
۲
متداول ترین فرم ساز ههای بلند مرتبه قا بهای محیطی با مهاربندهای متعارف م یباشند. ستون ها و شاه تیرها در این سیستم تشکیل یک مجموع هی قابی را
می دهند. مجموعه ی مزبور، بیش تر در تحمل بارهای قائم نقش بازی می کند. بارهای جانبی را عضوهای مهاربندی تحمل می کنند. باید افزود، این سیستم
همانند یک خرپای طره ای قائم می باشد. مهاربندها و شاه تیرها جان های این خرپا و ستو نهای سازه یال های آن هستند. چون برش افقی وارد بر ساختمان
را مولفه های افقی واکن شهای محوری کششی یا فشاری عضوهای جان تحمل می کنند، این سیستم سازه ای در تحمل بارهای جانبی بسیار کاراست.
مهاربندها به شکل های گوناگون ساخته می شوند. آرایش آن ها باید به گونه ای باشد که بتوانند نیروهای برشی و پیچشی را تحمل کنند. به طور معمول،
در ساختما نهای کوتاه و متوسط غیرلاغر به آسانی م یتوان مکان قرارگیری مهاربندها را تعیین کرد. اما، در سازه های متوسط و بلند لاغر گزینش
.[ موقعیت مناسب مهاربندها با دشواری همراه م یباشد. زیرا، رفتار سازه به شدت به نوع و جایگاه مهاربندها وابسته است[ ۱
در ادامه، شماری از کارهای پژوهشی انجام شده که به بررسی انواع مهاربندها می پردازند، آورده م یشوند. در بهنزی و همکاران
ساختمانهای فولادی با مهاربندهای گوناگون را وارسی کردند. انواع مهاربندها را در پلان و طبقات مختلف الگوسازی کردند. سپس، با تحلیل و بررسی
عامل هایی مانند مکان طبقه ها، وزن سازه و نیروهای به وجود آمده در عناصر سازه ای، برترین سیستم مهاربندی را مشخص نمودند[ ۲]. سهرابی به
بررسی رفتار کلی مهاربندهای هم محور و برون محور در سازه های فولادی پرداخت[ ۳]. چگینی نیز کاستی ها و مزایای انواع مهاربندها را معرفی
می کند[ ۴]. سلطانی و همکاران عملکرد مهاربندهای برون مرکز و ضربدری را در زلزله بررسی کردند[ ۵]. هاگیشیتا و همکاران روشی برای یافتن
موقعیت بهینه ی مهاربندها در ساز هی با اتصال نیمه صلب ارائه کردند [ ۶] . افزون بر این، آیدین و همکاران برای بهبود رفتار لرز های قاب های مستوی،
شکل را ارزیابی کرد[ ۸]. لونگو و k به بررسی مکان و انداز هی بهینه ی مهاربندهای ضربدری پرداختند [ ۷]. دنیس و همکاران رفتار مهاربندهای
.[ همکاران بررسی ضابط ههای آئین نامه ای طراحی مهاربندهای قطری پرداخت[ ۹
در این مقاله، نخست رفتار مطلوب قاب های مهاربندی معرفی م یگردد. سپس، شیوه ای برای تحلیل تقریبی جابه جایی قاب های مهاربندی
معرفی می شود. به یاری این روش، رفتار ساز ههای مهاربندی را می توان تعیین کرد. در ادامه، نویسندگان را هکاری برای مطلوب ساختن رفتار قاب های
مهاربندی شده پیشنهاد می کنند. این شیوه از راهکارهی بهینه سازی بهره می جوید. به سخن دیگر، با رابطه سازی مساله به صورت مساله ی بهینه یابی مقطع
ستون ها و مهاربندهای سازه به گونه ای تعیین می شوند که رفتار سازه مناسب گردد. باید افزود، سطح مقطع ستون ها، سطح مقطع مهاربندها و همچنین نوع
مهاربندهای هر طبقه متغیرهای طراحی مسال هی بهینه سازی هستند. در پایان، با ارائه ی نمون هه ای عددی توانایی این روش نشان داده می شود.
۲٫ رفتار مطلوب قاب های مهاربندی
آن گونه که آمد، مجموع ههای خمشی مهاربند یشده رفتاری همانند یک خرپای طره ای دارند. ستون ها یال های این خرپا می باشند و در تحمل لنگر
خمشی نقش ایفا می کنند. ستون هایی که در سمت وزش باد هستند کششی و ستون های جهت مخالف فشاری هستند. مهاربندها بر پای هی جهت
قرارگیریشان کششی یا فشاری خواهند بود. به شاه تیرها نیز نیروی محوری وارد می شود. اما، در پاره ای وقت ها آن ها رفتار خمشی نیز دارند. تغییرشکل
خمشی سازه به سبب اثر تغییرشک لهای محوری یا لها بر تغییرمکان جانبی قاب م یباشد. جهت تقعر تغییرشکل سازه در جهت وزش باد و بیشین هی شیب
آن در بالای سازه است. عضوهای جان سبب ایجاد تغییرشک لهای برشی در سازه هستند. تقعر این تغییرشکل در خلاف جهت وزش باد م یباشد. در این
گونه تغییرشکل، بیشینه ی شیب در پای سازه و شیب صفر در بالای آن رخ می دهد. تغییرشکل مجموعه ی خمشی مهاربندی ترکیبی از تغییرشک لهای
.[ خمشی و برشی است[ ۱
این موارد به مود رفتاری سازه تحت اثر بار جانبی وابسته اند. از این رو، برای رسیدن به مطلوب سازی از نظر عوامل فوق لازم است که شکل
مود رفتاری سازه تحت بار جانبی کنترل گردد. در این مقاله، با جایگزینی مهاربندهای مناسب در ترازهای مختلف طبقاتی و دهانه های مختلف شکل
رفتاری مطلوب تامین م یشود. مقصود از مطلوب شکلی است با رفتاری بین برشی و خمشی و حدالامکان خمشی در پای سازه و برشی در ترازهای
بالاتر. در پایین سازه نیروی برشی زیاد است. در نتیجه، اگر رفتار سازه در پایین آن برشی باشد، شتاب زیاد، ناپایداری و حرکت جهشی ایجاد خواهد
شد. بنابراین، رفتار خمشی در طبقه های پایینی مناسب تر است. طراحان سازه به دنبال کاهش تغییرشکل ها در بالای سازه هستند. از این رو، رفتار خمشی
در بالای سازه مطلوب نیست. زیرا، این رفتار به سبب نرم تر بودن تغییرشکل ها ی سازه را افزایش می دهد. از سوی دیگر، در بالای سازه نیروی برشی و
شتاب کم است.در نتیجه، رفتار برشی تغییرمکان کم تری ایجاد خواهد کرد.
هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل
۱۷ و ۱۸ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳
۳
۳٫ تحلیل تقریبی جابه جایی ها
در این بخش راه کاری تقریبی برای تحلیل جاب هجایی های سازه های مهاربندی شده ارائه می گردد. این شیوه بر پای هی روش لنگر سطح و رابطه ی برش
می باشد. برای به دست آوردن تغییرمکان های خمشی سازه، از شیوه ی لنگر سطح بهره جویی م یشود. رابطه ی برش برای حساب کردن تغییرمکا نهای
برشی به کار می رود. این روش برای سازه هایی که سختی مود خمشی وابسته به سطح مقطع ستون هاست مناسب می باشد. به طور معمول، در سازه های
مهاربندی شده این وابستگی وجود دارد. در این شیوه نیاز به محاسبه ی همه ی نیروهای عضوهای قابی نیست. تنها با بهره جویی از لنگر خارجی و نیروی
.[ برشی در هر تراز می توان به تحلیل جاب هجایی ها پرداخت[ ۱
برابر سطح زیر نمودار i برای به دست آوردن مولفه ی خمشی تغییرمکان نیاز به نمودار تغییرات لنگر خارجی سازه م یباشد. شیب طبقه ی
EI
M
نشان گر لنگر لختی ستو نها حول مرکز مشترک آن ها می باشد. I . نشان داده م یشود E از پای سازه تا وسط طبق هی مزبور م یباشد. ضریب کشسانی با
ام از برابری زیر به دست می آید: i جابه جایی طبقه ی
f i  hif i (1)
هستند. با به کارگیری رابطه ی زیر می توان جاب هجایی کل ناشی از  f i و hi ، ام، به ترتیب i در رابط هی کنونی، ارتفاع و شیب طبقه ی
را یافت: n خمش در طبقه ی

  
n
i 1
f n f i (2)
ام سازه است. n برابر با مجموع جاب هجایی های طبقه ی یکم تا  f n ، در برابری فوق
نشان داده می شود. این مولفه ی جابه جایی به برش خارجی و ویژگی های مهاربندهای طبقه ی  S i ام با i مولفه ی برشی جابه جایی طبقه ی
ام سازه به یاری رابطه ی زیر حساب می گردد: n مزبور وابسته می باشد. جابه جایی برشی کل در تراز

  
n
i 1
Sn Si (3)
ام سازه است. در جدول ۱ رابطه های وابسته به مولفه ی n برابر مجموع مولفه های برشی جابه جایی طبقه های یکم تا S n ، آشکار می باشد
.[ برشی جابه جایی طبقه نشن داده می شود. باید افزود، برای انواع دیگر مهاربندها نیز می توان رابطه های مشابهی نوشت[ ۱
جدول ۱- تغییرمکان برشی طبقه
تغییرمکان برشی هر طبقه ابعاد نوع مهاربند
A )
L
L A
( d
E
Q
d g
۲
۳
s  
تک قطری
)
L A
( d
۲E
Q
d
۲
۳
s 
دو قطری
)
۴A
L
L A
( ۲d
E
Q
d g
۲
۳
s  
K
به ترتیب، نشا نگر سطح مقطع شا هتیرها و ، Ad و Ag . نشان داده می شوند h و L در رابطه های جدول، طول دهانه و ارتفاع طبقه، به ترتیب، با
شکل مهاربندها در وسط شا هتیر به یکدیگر می رسند. برش طبقه با K لنگر لختی شاه تیرها است. باید افزود، در مهاربندهای I g . مهاربندها هستند
هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل
۱۷ و ۱۸ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳
۴
n نشان داده می شود. با بهره جویی از این جدول می توان مولفه ی برش جابه جایی سازه را یافت. خاطرنشان می کند، مقدار کل جاب هجایی در طبقه ی Q
ام از رابطه ی زیر به دست می آید:
n  f n  Sn (4)
۴٫ مساله ی بهینه یابی
در این بخش را هکاری برای مطلو بسازی رفتار ساز هی مهاربندی ارائه می شود. یاددآوری می کند، در رفتار مطلوب طبق ههای پایین دارای رفتار خمشی
و طبقه های بالایی برشی می باشند. هم چنین، در طبقه های میانی درصد تغییر مکان های خمشی و برشی به طور تقریبی یکسان است. باید افزود، ویژگی های
مقاطع ستون ها، مهاربند ها و تیرها بر رفتار سازه اثر گذار هستند. همچنین، نوع مهاربند از عامل های موثر بر رفتار سازه است. بر این پایه تابع هدف زیر
ارائه می شود:
 
 
       
n
i 1
ideal 2
i i
n
i 1
ideal 2
MIN GF ( i i ) ( ) (5)
در این رابطه، درصد تغییرمکان خمشی و برشی طبقه i ، ام به ترتیب i
 و i
 ideal ، می باشند. باید افزود
i 
و ideal
i 
نشان گر درصد تغییرمکا نهای
نشان گر شمار طبق ههای سازه است. هدف از ارائه این راه کار یافتن ویژگی های مقطع تی رها، ستون ها و n مطلوب خمشی و برشی هستند. هم چنین
مهاربند ها و نوع آن ها برای ایجاد رفتار مناسب سازه است. این عامل ها بر درصد تغییر مکان خمشی و برشی طبقه ها اثر گذارند و مقدار تابع هدف به
آن ها وابسته است.
پیش از آغاز فرآیند حل، چیدمان و گونه ی مهاربند ها باید تعیین شود و با کمینه شدن تابع هدف، سطح مقطع عضو ها به دست می آیند. با
انتخاب مهاربند هایی که سبب ایجاد خمش در تی رها نم یشوند، می توان تیر ها را تنها برای بارهای ثقلی طراحی کرد. از این رو، در فرآیند حل سطح
مقطع آن ها معلوم فرض م یشود. در ادامه قید های مساله می آیند.
i 1, 2, 3, …, n
۱۰۰%
, ۰
i i
i i

   
  
(۶)
برای ملاحظات اجرایی نیز قی دهای زیر در نظر گرفته می شوند.
i n
A A
A A A
A A A
ci ci
b
ci ci
a
ci
b
di di
a
di
۱, ۲, ۳, …,
۱


 
 

(۷)
i n Max D  D  (۸)
a در رابطه های ( ۷) و ( ۸)، کمینه و بیشینه ی سطح مقطع مهاربند ها به ترتیب با
d b و A
d a نشان داده می شوند. همچنین A
c و A
b
c به ترتیب، نشا نگر ، A
تغییر مکان مجاز بام سازه می باشد. برای حل این مساله ی بهینه یابی، نویسندگان برنامه ای رایانه ای Dmax . کمینه و بیشینه ی سطح مقطع ستون ها هستند
فراهم کرده اند. در این برنامه از روش گرادیان مزدوج برای کمینه سازی تابع هدف بهره جویی شده است.
هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل
۱۷ و ۱۸ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳
۵
۵٫ نمونه های عددی
اینک، برای نشان دادن توانایی راه کار پیشنهادی نویسندگان، سازه های پانزده و بیست طبقه ارزیابی می گردد.
ساختمان ۱۵ طبقه: 
۳ متر است. در دهانه ی میانی، مهاربند ضربدری قرار داده شده / این سازه پنج دهانه دارد. طول دهانه ها ی این ساختمان ۵ متر و ارتفاع طبقه های آن ۶
است. با به کارگیری روش تحلیل جابه جایی فوق تغییرمکا نهای طبقه های این سازه برآورد می شوند.تغییرمکان های سازه ترکیبی از تغییرمکان های
خمشی و برشی هستند. نمودارهای زیر تغییرمکان کل سازه به همراه مولفه های برشی و خمشی آن را نشان می دهند.
۰ ۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹
۱۰
۱۱
۱۲
۱۳
۱۴
۱۵
۰ ۳ ۶ ۹ ۱۲ ۱۵ ۱۸ ۲۱ ۲۴
Floor level
Deflection (cm)
Flexural Deflection
Shear Deflection
Combined Deflection
شکل ۱- تغییرمکان های ساختمان ۱۵ طبقه
۲۱ سانتی متر است. در این سازه تغییرمکان های برشی غالبند. بر اساس نمودارهای فوق می توان نتیجه گرفت که / تغییرمکان تراز بام این سازه برابر با ۵۱
رفتار این سازه مناسب نیست. یادآوری می کند، در پایین سازه رفتار خمشی و در بالای آن رفتار برشی مطلوب م یباشد. در طبقه های میانی ایده آل است
که درصد رفتار خمشی و برشی برابر شوند. برای اصلاح رفتار سازه ی مزبور از را هکار نویسندگان بهره جویی می گردد. خاطرنشان می کند، شیوه ی مزبور
با حل مسال هی بهینه یابی، رفتار سازه را مطلوب می سازد. رهیافت پیشنهادی با تغییر مقطع ستون ها و مهاربندها این کار را انجام م یدهد. باید افزود، در
فرآیند حل نوع مهاربندهای سازه نیز تغییر م یکنند. شکل زیر نشان دهنده ی تغییرمکا نهای کل سازه پس از بهینه سازی رفتار به همراه مولف ههای برشی و
خمشی آن است.
۰ ۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹
۱۰
۱۱
۱۲
۱۳
۱۴
۱۵
۰ ۳ ۶ ۹ ۱۲ ۱۵
Floor Level
Deflection (cm)
Flexural Deflection
Shear Deflection
Combined Deflection
شکل ۲- تغییرمکان های اصلاح شد هی ساختمان ۱۵ طبقه
هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل
۱۷ و ۱۸ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳
۶
آشکار گردید، با به کارگیری روش نویسندگان می توان رفتار سازه را مطلوب ساخت. در این حالت، طبق ههای بالایی تغییرشکل های برشی و طبقه های
پایینی تغییرشکل های خمشی دارند. همچنین، در بخش های میانی درصد رفتار خمشی و برشی تقریبا یکسان است. آشکار می باشد، با بهره جویی از روش
۱۳ سانتی متر شده است. برای رسیدن به رفتار مناسب مقطع ستو نها و مهاربندها / ارائه شده تغییرمکان های سازه کاهش یافت هاند. تغییرمکان بام سازه ۷۳
تغییر کرده اند. همچنین، در طبقه های ۱۱ تا ۱۵ به جای به کارگیری مهاربندهای ضربدری از مهاربندهای تک قطری استفاده شده است.
ساختمان ۲۰ طبقه: 
با به کارگیری روش تحلیل جاب هجایی پیش گفته تغییرمکا نهای سازه ی ۲۰ طبقه نیز برآورد م یگردد. این ساختمان دارای پنج دهانه به طول ۵ متر است.
۳ متر می باشد. در دهانه ی میانی، مهاربند ضربدری قرار داده شده است. مولفه های برشی و خمشی / ۴ متر و سایر طبقه ها ۶ / ارتفاع طبقه ی نخست برابر با ۶
به همراه تغییرمکان کل این سازه در شکل زیر نشان داده شده اند.
۰
۲
۴
۶
۸
۱۰
۱۲
۱۴
۱۶
۱۸
۲۰
۰ ۳ ۶ ۹ ۱۲ ۱۵ ۱۸ ۲۱ ۲۴ ۲۷ ۳۰ ۳۳ ۳۶ ۳۹ ۴۲ ۴۵ ۴۸ ۵۱ ۵۴ ۵۷
Floor Level
Deflection (cm)
Flexural Deflection
Shear Deflection
Combined Deflection
شکل ۳- تغییرمکان های ساختمان ۲۰ طبقه
۵۳ سانتی متر است. در این سازه نیز تغییرمکا نهای برشی غالبند و رفتار این سازه مناسب نیست. شکل زیر / تغییرمکان تراز بام این سازه برابر با ۳۲
نمودارهای تغییر شکل های سازه پس از بهره جویی از راه کار بهینه سازی را نشان می دهد.
۰
۲
۴
۶
۸
۱۰
۱۲
۱۴
۱۶
۱۸
۲۰
۰ ۳ ۶ ۹ ۱۲ ۱۵ ۱۸ ۲۱ ۲۴ ۲۷ ۳۰ ۳۳
Floor Level
Deflection (cm)
Flexural Deflection
Shear Deflection
Combined Deflection
شکل ۴- تغییرمکان های اصلاح شد هی ساختمان ۲۰ طبقه
همان طور که دیده م یشود، طبق ههای بالایی تغییرشک لهای برشی و طبق ههای پایینی تغییرشک لهای خمشی دارند. از این رو، رفتار سازه مطلوب است. با
۳۰ سانتی متر شده است. برای رسیدن به رفتار مناسب، در طبقه های ۱۱ تا ۲۰ به جای / بهره جویی از روش ارائه شده، تغییرمکان بام کاه شیافته و برابر ۰۷
هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل
۱۷ و ۱۸ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳
۷
شکل استفاده شده است. به عنوان نمونه، مقطع ستو نها و مهاربندهای ساختمان بیست طبقه، پیش و پس از K به کارگیری مهاربند ضربدری، از مهاربند
بهینه سازی، در پیوست آمده است.
۶٫ نتیجه گیری
در این مقاله، نخست رفتار مطلوب قاب های مهاربندی معرفی شد. سپس، راه کاری برای مطلوب ساختن رفتار قاب های مهاربندی شده پیشنهاد گردید. این
شیوه از راهکارهی بهین هسازی بهره می جوید. به سخن دیگر، با رابط هسازی مساله به صورت مساله ی بهینه یابی مقطع ستو نها و مهاربندهای سازه به
گونه ای تعیین م یشوند که رفتار سازه مناسب گردد. در پایان، برای نشان دادن توانایی روش مزبور، رفتار ساز ههای ۱۵ و ۲۰ طبقه اصلاح گردید. آشکار
گردید، با به کارگیری روش نویسندگان می توان رفتار سازه را مطلوب ساخت. در این حالت، طبق ههای بالایی تغییرشکل های برشی و طبقه های پایینی
تغییرشکل های خمشی دارند. همچنین، در بخش های میانی درصد رفتار خمشی و برشی تقریبا یکسان است. نتیجه ها نشان دادند با بهره جویی از روش
ارائه شده، علاوه بر دست یابی به رفتار مطلوب، تغییرمکان های سازه نیز کاهش می یابند.
۷٫ مراجع
. ۱]- حاجی کاظمی، حسن، آنالیز و طراحی سازه های بلند ، انتشارات دانشگاه فردوسی، چاپ دوم، سال ۱۳۷۹ ]
. ۲]- درب هنزی، عباس و خاوری، الیاس، بررسی عملکرد انواع مهاربندهای فولادی، همایش ملی مقاوم سازی ایران، سال ۱۳۸۷ ]
۳]- سهرابی، نازنین، بررسی کلی رفتار مهاربندهای هم محور و برون محور در سازه های فولادی، سیزدهمین کنفرانس سراسری مهندسی عمران ]
. دانشجویان کشور، سال ۱۳۸۵
. ۴]- چگینی، طاهر، بررسی انواع مهاربندها، سیزدهمین کنفرانس سراسری مهندسی عمران دانشجویان کشور، سال ۱۳۸۵ ]
۵]- سلطانی، احمد و استکانچی، همایون، مقایسه ی عملکرد مهاربندهای برون محور و مهاربندهای ضربدری تحت زلزله ، اولین کنگره ملی مهندسی ]
. عمران، سال ۱۳۸۳
[۶]- Hagishita T. and Ohsaki M. (2008). Optimal placement of braces for steel frames with semi-rigid joints
by scatter search. Computers & Structures 86(21,22):1983-1993.
[۷]- Aydin E. and Boduroglu M.H. (2008). Optimal placement of steel diagonal braces for upgrading the
seismic capacity of existing structures and its comparison with optimal dampers. Journal of Constructional
Steel Research 64(1):72-86.
[۸]- Denis E. Clement and Martin S. Williams. (2004). SEISMIC DESIGN AND ANALYSIS OF A KNEE
BRACED FRAME BUILDING. Journal of Earthquake Engineering 8(4):523-543.
Influence of Design Criteria on the Seismic Reliability of [9]- Longo A. , Montouri R. and Piluso V. (2008).
. Journal of Earthquake Engineering 2(3):406-431.X-braced Frames
هشتمین کنگره ملّی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، بابل
۱۷ و ۱۸ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳
۸
۸٫ پیوست
هستند. جدول زیر مقاطع ستو نها و مهاربندهای سازه بیست طبقه پیش و پس از مرحله ی بهینه سازی را IPE تیرهای سازه های بیست طبقه ۲۷۰
نشان می دهد. باید دانست، در هر طبقه از این سازه، شش ستون وجود دارد. چون سازه ها تقارن دارد، تنها مقط عهای سه ستون نخست هر طبقه نوشته
مقطع قوطی شکل را نشان می دهد. زیرنویس ها ، به ترتیب، نشان گر طول، عرض و ضخامت مقطع می باشند. باید BX ، شده اند. در جدول مزبور
افزود ابعاد مقطع عضوها برحسب سانتی متر نوشته شده اند.
جدول(پ- ۱)- مقاطع ستو نها و مهاربندهای سازه ۲۰ طبقه
مقاطع اصلاح شده مقاطع اولیه
مهاربند ستون ها مهاربند ستون ها طبقه
۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۷۰ ۷۰ ۲ ۷۰ ۷۰ ۲ ۷۵ ۷۵ ۴ BX22۱۵٫۴۱ BX BX BX , ,       ۱ BX BX BX
۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۷۰ ۷۰ ۲ ۷۰ ۷۰ ۲ ۷۵ ۷۵ ۴ BX30۲۱۱٫۶ BX BX BX , ,       ۲ BX BX BX
۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۷۰ ۷۰ ۲ ۷۰ ۷۰ ۲ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ BX BX BX , ,       ۳ BX BX BX
۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۷۰ ۷۰ ۲ ۷۰ ۷۰ ۲ ۷۰ ۷۰ ۳ BX30۲۱۱٫۶ BX BX BX , ,       ۴ BX BX BX
۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۶۰ ۶۰ ۲ ۶۰ ۶۰ ۲ ۶۰ ۶۰ ۳ BX30۲۱۱٫۶ BX BX BX , ,       ۵ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       BX20۱۴۱ BX BX BX 50 50 2 50 50 2 50 50 3 , ,       ۶ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       BX30۲۱۱٫۶ BX BX BX 50 50 2 50 50 2 50 50 2 , ,       ۷ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۵۰ ۵۰ ۲ ۵۰ ۵۰ ۲ ۵۰ ۵۰ ۲ BX20۱۴۱ BX BX BX , ,       ۸ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۵۰ ۵۰ ۲ ۵۰ ۵۰ ۲ ۵۰ ۵۰ ۲ BX18۱۲٫۶۱ BX BX BX , ,       ۹ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       BX BX BX 40 40 2 50 50 2 50 50 2 BX18۱۲٫۶۱ , ,       ۱۰ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۴۰ ۴۰ ۲ ۴۰ ۴۰ ۳ ۴۰ ۴۰ ۲ BX18۱۲٫۶۱ BX BX BX , ,       ۱۱ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۴۰ ۴۰ ۲ ۴۰ ۴۰ ۲ ۴۰ ۴۰ ۲ BX18۱۲٫۶۱ BX BX BX , ,       ۱۲ BX BX BX
۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۳ ۷۵ ۷۵ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۴۰ ۴۰ ۲ ۴۰ ۴۰ ۲ ۴۰ ۴۰ ۲ BX16۱۱٫۲۱ BX BX BX , ,       ۱۳ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۳۵ ۳۵ ۲ ۳۵ ۳۵ ۲ ۳۵ ۳۵ ۲ BX16۱۱٫۲۱ BX BX BX , ,       ۱۴ BX BX BX
۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۳ ۷۰ ۷۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۳۵ ۳۵ ۲ ۳۵ ۳۵ ۲ ۳۵ ۳۵ ۲ BX14۹٫۸۱ BX BX BX , ,       ۱۵ BX BX BX
۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       BX16۱۱٫۲۱ BX BX BX 35 35 2 35 35 2 35 35 2 , ,       ۱۶ BX BX BX
۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       BX14۹٫۸۱ BX BX BX 35 35 2 35 35 2 35 35 1 , ,       ۱۷ BX BX BX
۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۳۵ ۳۵ ۱ ۳۵ ۳۵ ۱ ۳۵ ۳۵ ۱ BX14۹٫۸۱ BX BX BX , ,       ۱۸ BX BX BX
۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۳۵ ۳۵ ۱ ۳۵ ۳۵ ۱ ۳۵ ۳۵ ۱ BX12۸٫۴۱ BX BX BX , ,       ۱۹ BX BX BX
۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۳ ۶۰ ۶۰ ۴ BX30۲۱۱٫۶ , ,       ۳۵ ۳۵ ۱ ۳۵ ۳۵ ۱ ۳۵ ۳۵ ۱ BX14۹٫۸۱ BX BX BX , ,       ۲۰ BX BX BX

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *