بسته تحقیقاتی تاثیر باد بر ساختمان های بلند

این بسته شامل 9 پایان نامه در زمینه تاثیر باد بر ساختمان های بلند می باشد که به صورت فایل word و pdf در اختیار شما قرار میگیرد.

تمامی پایان نامه ها مربوط به سال 90 به بعد می باشد.

تاثیر نیروی باد بر پارامترهای موثر در رفتار ساختمان‌های بلند در حین ساخت با شکل‌های متفاوت در پلان

چکیده

پیشرفت علوم مهندسی، ایجاد روش‌ها و تکنیک‌های جدید در صنعت ساخت و ساز، باعث احداث سازه‌هایی شده که به‌نحو قابل ملاحظه‌ای انعطاف‌پذیرند و دارای وزن کم و ارتفاع بالا می‌باشند. چنین سازه‌هایی در برابر نیروی باد حساسیت بیشتری نسبت به سازه‌ای سنتی(با ارتفاع کم) از خود نشان می‌دهند. این درحالیست که برخلاف سازه‌های کوتاه، سازه‌های بلند بیشتر تحت تاثیر نیروی باد بوده و در طراحی آنها نیروی باد غالب می-باشد. بنابراین لازم است در طراحی اینگونه سازه‌ها اثر باد و نیروهای حاصل از آن با دقت بیشتری بررسی شود. برای رسیدن به این هدف طراحان نیازمند اطلاعات دقیقی از محیط اطراف سازه و نیز رفتار سازه تحت اثر نیروی باد ایجاد شده در این محیط می‌باشند. علارغم پیشرفت‌های بسیار در زمینه‌های محاسباتی، بدلیل پیچیدگی اندرکنش جریان باد، سازه و تغییرات مداوم این دو بوسیله تاثیر متقابل یکدیگر، پاسخ بسیاری از سازه‌ها باید در تونل‌باد تعیین شود. در حال حاضر استفاده از تونل‌باد پرکاربردترین ابزار مهندسی جهت بررسی رفتار سازه تحت اثر باد می‌باشد. در این تحقیق دو ساختمان بلند در حین ساخت(فرآیند تکمیل دیوارهای جانبی) با ارتفاع و مساحت سطح مقطع برابر با شکل‌های متفاوت در پلان، در محیط تونل‌باد دانشگاه حکیم‌سبزواری با استفاده از نرم‌افزار Fluent مدل‌سازی می‌شوند. پارامترهای مهم وموثر بر رفتار ساختمان‌های بلند از جمله پروفیل سرعت‌باد، درصد توربولانس و ضرایب درگ و لیفت برای هردو ساختمان نامبرده مقایسه می‌شوند. در این تحقیق تلاش شده است تاثیر تکمیل دیوارهای جانبی بر پارامترهای اشاره شده در هر دو ساختمان بررسی شود و همچنین برتری سازه-های آئرودینامیک در صنعت ساخت وساز نسبت به سازه‌های سنتی وتیزگوشه مشخص شده وایده‌های جدید در اختیار مهندسین و دانشجویان دوره‌های کارشناسی ارشد و دکترای مهندسی عمران قرار داده شود.

چکیده 1

فصل اول: بارهای وارد بر ساختمان

1-1 مقدمه 3
1-2 انواع بارهای وارد بر ساختمان 4
1-2-1 بارهای قائم 4
1-2-1-1 بارهای مرده 4
1-2-1-2 بارهای زنده 4
1-2-1-3¬ بارهای¬اجرایی 4
1-2-2 بار¬های ویژه 5
1-2-3 بارهای جانبی 5
1-2-3-1¬بارزلزله 5
1-2-3-2 بار باد 6

فصل دوم: پیش¬بینی رفتار باد و روش¬های بررسی اثرباد بر سازه
2-1 مقدمه 7
2-2 انواع بادها 8
2-2-1 گردبادهای بسیار گرم 8
2-2-2 گردبادهای مناطق گرمسیری 9
2-2-3 توفان همراه با رعدوبرق(تندر) 10
2-2-4 بادهای فون 10
2-2-5 بادهای برآ 11
2-2-6 بادهای اثرجت 11
2-2-7 تورنادو 11
2-3 مهندسی ریز هواشناسی 11
2-3-1 تغییرات سرعت باد با ارتفاع از سطخ زمین در زمین¬های دارای ناهمواری یکنواخت 12
2-3-2 تغییرات سرعت باد با ارتفاع از سطخ زمین در زمین¬های دارای ناهمواری مختلف 18
2-3-3 سرعت میانگین باد در پایین¬دست تغییر ناهمواری زمین 19
2-4 آشفتگی جوی 20
2-5 مقیاس¬های آشفتگی 23
2-5-1 شدت آشفتگی 24
2-5-2 طیف¬های آشفتگی 25
2-5-3 وابستگی حداکثر سرعت باد به جهت وزش 26
2-6 هواشناسی باهای حدی 27
2-7 فشار باد بر یک جسم ساکن 28
2-8 پدیده جدایش و گردبادها 28
2-9 ماهیت دینامیکی باد 29
2-10 روش¬های بررسی اثر باد بر سازه¬ها 29
2-10-1 روش تحلیلی 29
2-10-2 روش آیین¬نامه 30
2-10-3 روش نرم¬افزار 30
2-10-4 روش آزمایشگاهی 30
2-11 تعریف چند اصطلاح در مهندسی باد 31
2-11-1 تابع طیف چگالی¬توانی 31
2-11-2 ضریب تندباد 31
2-11-3 ضریب کشش 31
2-11-4 سازه¬های هوابند 32
2-11-5 پدیده گردابه¬ریزشی 32
2-11-6 لایه¬مرزی و جداشدگی 33
2-11-7 تشکیل “منطقه پشت” و جریان¬های گردبادی در جریان¬های دو بعدی و تعریف عدد
استروهال 35
2-11-8 بررسی آثارناشی ازنیروهای فشار، برا، کشش و لنگردر جریانهای دو بعدی روی
شکلهای سازه¬ای 45
2-11-9 سازه¬های موجود در جریان سه¬بعدی 57
فصل سوم: بررسی رفتار سازه در تونل باد
3-1 مقدمه 59
3-2 تونل¬های باد 60
3-2-1 نیازهای اساسی شبیه¬سازی 60
3-2-1-1 تحلیل ابعادی 61
3-2-2 شبیه¬سازی جریان¬های هوا در تونل¬باد 66
3-2-2-1 تونل¬های باد بلند 67
3-2-2-2 تونل¬های باد با وسایل فعال 70
3-2-2-3 تونل¬های باد کوتاه 71
3-2-3 مشخصات تونل¬باد بلند برای شبیه¬سازی لایه¬مرزی اتمسفریک 72
3-2-4 مشخصات تونل¬باد کوتاه برای شبیه¬سازی لایه¬مرزی اتمسفریک 75
3-3 ساختمان¬های کوتاه 77
3-3-1 تخمین تجربی بار باد 77
3-3-2 نتایج آزمایشگاهی 79
3-3-2-1 اثر ناهمواری زمین 79
3-3-2-2 اثر جهت وزش باد 80
3-3-2-3 تاثیر پارامترهای هندسی 80
3-3-2-4 اثر سطوح فرعی 81
3-3-2-5 تاثیر شکل¬های معماری 81
3-3-2-6 تاثیر سازه¬های مجاور 82
3-4 ساختمان¬های بلند 82
3-4-1 پاسخ سازه 82
3-4-1-1 پاسخ در امتداد جهش وزش باد 85
3-4-1-2 پاسخ در امتداد جهش عمود باد 86
3-4-2 سرعت اسطکاکی 89
3-4-3 مقدار میانگین مربعات سرعت متلاطم نوسانی 90
فصل چهارم: بررسی مقایسه¬ای رفتار سازه¬ها
4-1 مقدمه 91
4-2 شبیه¬سازی لایه¬مرزی اتمسفریک در تونل¬باد 96
4-2-1 شبیه¬سازی لایه¬مرزی اتمسفریک در تونل¬باد بلند 97
4-2-2 شبیه¬سازی لایه¬مرزی اتمسفریک در تونل¬باد کوتاه 99
4-2-2-1 شبیه¬سازی لایه¬مرزی اتمسفریک در تونل¬باد کوتاه شماره 1 100
4-2-2-2 شبیه¬سازی لایه¬مرزی اتمسفریک در تونل¬باد کوتاه شماره 2 105
4-3 تاثیر شکل سازه بر پروفیل سرعت ایجاد شده در اطراف آن 111
4-3-1 بررسی پروفیل سرعت باد تشکیل شده در اطراف ساختمان¬های شماره 1و2 در تونل
باد شماره 2 118
4-3-1-1 مقایسه پروفیل سرعت باد تشکیل شده در اطراف ساختمان¬های شماره 1و2 در
تونل باد شماره 2 برای پوشش منطقه B 118
4-3-1-2 مقایسه پروفیل سرعت باد تشکیل شده در اطراف ساختمان¬های شماره 1و2 در
تونل باد شماره 2 برای پوشش منطقه C 121
4-3-1-3 مقایسه پروفیل سرعت باد تشکیل شده در اطراف ساختمان¬های شماره 1و2 در
تونل باد شماره 2 برای پوشش منطقه D 124
4-4 بررسی میزان درصد توربولانس در شرایط مختلف پوشش منطقه¬ای 126
4-4-1 نمودار درصد توربولانس برحسب ارتفاع سازه در ساختمان¬ شماره 1 برای پوشش¬
های منطقه¬ای B،Cو D 127
4-4-2 نمودار درصد توربولانس برحسب ارتفاع سازه در ساختمان¬ شماره 2 برای پوشش¬
های منطقه¬ای B،Cو D 129
4-4-3 مقایسه درصد توربولانس برحسب ارتفاع سازه در ساختمان¬¬های شماره 1 و 2 131
4-4-3-1 مقایسه درصد توربولانس برحسب ارتفاع سازه در ساختمان¬¬های شماره 1 و
2 برای پوشش¬ منطقه¬ B 131
4-4-3-2 مقایسه درصد توربولانس برحسب ارتفاع سازه در ساختمان¬¬های شماره 1 و
2 برای پوشش¬ منطقه¬ C 133
4-4-3-3 مقایسه درصد توربولانس برحسب ارتفاع سازه در ساختمان¬¬های شماره 1 و
2 برای پوشش¬ منطقه¬ D 136

4-5 تاثیر تکمیل دیوارهای جانبی در ساختمان¬های در حین ساخت بر ضریب درگ و لیفت سازه 139
4-5-1 مقایسه ضرایب درگ و لیفت ساختمان¬های شماره 1 و2، تحت اثر نیروی باد در پوشش منطقهB 141
4-5-2 مقایسه ضرایب درگ و لیفت ساختمان¬های شماره 1 و2، تحت اثر نیروی باد در پوشش منطقه C 143
4-5-3 مقایسه ضرایب درگ و لیفت ساختمان¬های شماره 1 و2، تحت اثر نیروی باد در پوشش منطقهD 144
فصل پنجم: نتیجه¬گیری و ارائه راهکارها و پیشنهادات
5-1 نتیجه¬گیری 146
5-2 ارائه راهکارها و پیشنهادات 149
فصل ششم
منابع و مراجع

شببیه سازی جریان باد بین ساختمان های بلند با فواصل و ابعاد مختلف توسط تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی

چکیده

نیروهای جانبی، فاکتورهای اصلی هستند که ساختمان‌های بلند را از کوتاه متمایز می‌کند و نیروی باد، مهمترین نیروی جانبی روی ساختمان‌های بلند است ساختمان‌های بلند معمولا به صورت گروهی ساخته شده و پاسخ‌های آن‌ها نسبت به ساختمان‌های ایزوله متفاوت است باد در اطراف ساختمان‌های بلند در شهرها ممکن است مشکلات جدی‌ای را ایجاد کند همچنین مدرنیزه شدن سریع شهر ها همراه با تعداد رو به افزایش ساختمان‌های بلند و اثرات آن‌ها در گروه ساختمان‌ها، به مهمترین مسئله تبدیل شده است بنابراین تاثیر بار باد بر این ساختمان‌ها برای تضمین امنیت آن‌ها باید مشخص شود از جدیدترین کارهای صورت گرفته در این زمینه می‌توان به بررسی اثرات تداخل با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی اشاره کرد بدین منظور در این تحقیق، ضرایب فشار و تداخل دو ساختمان بلند با ارتفاع‌های متفاوت و با فواصل متغیر با این روش مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر فاصله ساختمان‌ها در بین دو ساختمان روی متوسط ضرایب فشار آن‌ها با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت بررسی شده است نتایج نشان داد که در ارتفاعی از ساختمان بلندتر(اصلی) که توسط ساختمان متداخل پوشش داده شده است، مقدار ضریب فشار کاهش می‌یابد با افزایش فاصله بین دو ساختمان، مقدار ضریب فشار کاهش یافته؛ بنابراین حضور سازه متداخل از میزان فشار وارده بر سازه اصلی کاسته است با افزایش بعد ساختمان کوتاه‌تر، در ارتفاعی که ساختمان اصلی را پوشش می‌دهد مقدار ضریب فشار در ساختمان اصلی کاهش می‌یابد

1- فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق 1
1-1 مقدمه 2
1-2 ساختار کلی پایان نامه 8
2- فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده 9
2-1 مقدمه 10
2-2 ارزیابی با استفاده از تونل باد: 10
2-3 ارزیابی با استفاده از CFD: 14
3- فصل سوم: مواد و روش‌ها 20
3-1 تئوری دینامیک سیالات محاسباتی 21
3-2 نمای کلی حل مسائل با CFD 21
3-2-1 لایه مرزی اتمسفر(ABL) 22
3-2-2 جریان توربولانس 22
3-2-3 قوانین بقا 22
3-2-4 معادلات ناویر- استوکس 25
3-2-5 ناویر- استوکس میانگیری شده رینولدز 26
3-2-6گسسته سازی 27
3-2-7 روشهای مدل سازی توربولانس 28
3-2-7-1 شبیه سازی عددی مستقیم (DNS) 28
3-2-7-2 مدل سازی به روش RANS 28
3-2-7-3 شبیه سازی گردابه بزرگ(LES) 30
3-2-8 تعریف دامنه محاسباتی 30
3-2-9 شرایط اولیه و مرزی 30
3-2-9-1 شرط مرزی wall 31
3-2-9-2 شرط مرزی symmetry 31
3-2-9-3 شرط مرزی outflow 31
3-2-9-4 پروفیل سرعت 31
3-2-9-5 شدت آشفتگی 32
3-2-10 ساختمان مش 32
3-2-11 آشفتگی نزدیک دیوار 33
3-2-12 روشهای درونیابی 35
3-2-12-1 First-Order Upwind 35
3-2-12-2 Power Law 35
3-2-12-3 Second-Order Upwind 35
3-2-12-4 QUICK 36
3-2-13 کوپلینگ فشار-سرعت 36
3-2-13-1 SIMPLE 36
3-2-13-2 SIMPLEC 36
3-2-13-3 PISO 36
3-2-13-4 Coupled 36
3-2-14 مقدار دهی اولیه 37
3-2-15 همگرایی 37
3-3 آنالیز دینامیک سیالات محاسباتی 37
3-3-1 بیان مسئله 37
3-3-2 دامنه محاسباتی 38
3-3-3 شرایط مرزی 40
3-3-4 مش بندی مدل 41
3-3-5 روشها و الگوریتمهای حل مورد استفاده در نرم افزار 42
3-3-6 اعتبار سنجی 43
4- فصل چهارم: نتایج (یافته‌های تحقیق) 45
4-1 مقدمه 46
4-2 ضریب فشار باد(Cp) 46
4-2-1 مدلها با فواصل مختلف 46
4-2-2 مدلها با ابعاد مختلف 47
4-3 توزیع سرعت 48
4-3-1 ساختمان ایزوله 48
4-3-2 مدلها با فواصل مختلف 48
4-3-3 مدلها با ابعاد مختلف 53
4-4 ضریب تداخل 56
4-4-1 مدلها با فواصل مختلف 57
4-4-2 مدلها با ابعاد مختلف 57
4-5 ضریب درگ 58
4-5-1 مدلها با فواصل مختلف 58
4-5-2 مدلها با ابعاد مختلف 58
4-6 ضریب لنگر 59
4-6-1 مدلها با فواصل مختلف 59
4-6-2 مدلها با ابعاد مختلف 59
5- فصل پنجم: بحث 60
5-1 مقدمه 61
5-2 ضریب فشار 61
5-3 توزیع سرعت 62
5-4 ضریب تداخل 65
5-5 ضریب درگ 65
5-6 ضریب لنگر 66
6- فصل ششم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها 67
6-1 مقدمه 68
6-2 نتیجه گیری 68
منابع و مآخذ69

استخراج طیف بی‌بعد نیروی عرضی ساختمان‌های بلند در برابر باد با استفاده از ANSYS

چکیده

با توجه به اینکه در سال های اخیر تمایل به ساختن ساختمان های بلند و ساختمان های کوتاه لاغر افزایش یافته، در نتیجه نیاز به طراحی این نوع ساختمان ها نیز در برابر باد افزایش یافته است پاسخ عرضی ساختمان های بلند معمولاً از سایر پاسخ این نوع ساختمان ها در برابر باد بزرگتر است و یکی از مسائل مهم در امر طراحی این نوع ساختمان ها به شمار می رود در آیین نامه ها یک سری معادلات اولیه برای طراحی اینگونه ساختمان ها وجود داردکه در بعضی از شرایط خاص ممکن است که این طراحی بر اساس آیین نامه به دلیل اندرکنش سازه وسیال و طبیعی بودن مسئله اشتباه باشد، و سازه پاسخ غیر حقیقی را بدست دهد در این موارد معمولاً نیاز به تونل باد مطرح می شود، و تونل باد نیز به نوبه خود هم هزینه بر و هم وقت زیادی را طلب می کند از این رو در سال های اخیر جهت بررسی نحوه رفتار سازه در برابر باد از روشهای تحلیل نرم افزاری استفاده می گردددراین تحقیق به بررسی پاسخ عرضی ساختمان های بلند تحت بار باد با استفاده از نرم افزار ANSYS، که یکی از نرم افزارهای شبیه سازی عددی می باشد، پرداخته می شود ساختمان و تونل باد به صورت دوبعدی مدل گشته و سپس مورد تحلیل قرار می گیرد بعد از تحلیل ساختمان مورد نظر تحت جریان باد، جابه جایی عرضی ساختمان به صورت تاریخچه ثبت می شود در نهایت با توجه به تاریخچه جابه جایی عرضی، نمودار های RMS جابه جایی عرضی و طیف نیروی عرضی بی بعد ترسیم می گردد نتایج نشان می دهد که مقدار ماکزیمم در طیف نیروی عرضی مربوط به عدد استروهالی است که فرکانس سازه با فرکانس ریزش گردبادی برابر باشد

فصل اول: کلیات تحقیق
1-1- مقدمه2
1-2- عنوان تحقیق2
1-3- تعریف واژه ها2
1-4- بیان مسئله3
1-5- لزوم انجام تحقیق3
1-6- هدف تحقیق4
1-7- فرضیات تحقیق4
1-8- نوع تحقیق4
1-9- روش تحقیق4
1-10- محدودیت های تحقیق4
1-11- شرح فصول5

فصل دوم: آیرودینامیک اجسام هوابند
2-1- مقدمه7
2-2- مفهوم آیرودینامیک10
2-3- مفهوم جسم هوابند(Bluff Body)10
2-4- مفهوم لایه مرزی در اطراف جسم هوابند و عدد رینولدز11
2-5- مکانیزم جدایی لایه های جریان12
2-6- تشکیل جریانهای منطقه پشت و جریانهای گردبادی13
2-7- به دست آوردن معادلات حاکم برجریان سیال22
شماره و عنوان مطالب صفحه
2-7-1- معادلات حرکت و پیوستگی22
2-7-2- معادلات ناویر- استوکس( Navier Stokes Equations)25
2-7-3- معادله برنولی26
2-8- جریان های با مسیر منحنی شکل- جریان های گردبادی27
2-9- نیروهای آئرودینامیکی وارد برجسم هوابند28
2-10- پارامترهای موثر برنیروهای آیرودینامیکی و ضرایب آیرودینامیکی30

فصل سوم: پدیده های آئروالاستیکی
3-1- مقدمه38
3-2-1- پدیده تاخت یا تازش39
3-2-1-1- نوسانات تاخت (بیضوی )در ناحیه پشت43
3-2-2- ریزش گردبادی و پدیده قفل شدگی45
3-2-3- انحراف پیچشی49

فصل چهارم: روش های مختلف آنالیز ساختمان های بلند در برابر باد
4-1- مقدمه54
4-2- پاسخ ساختمان های بلند در برابر باد55
4-3- روش های تجربی یا Experimental Approaches 57
4-4- روش های تحلیلی یا Analytical Approaches58
4-4-1- روش تحلیلی برای به دست آوردن پاسخ در امتداد باد58
4-4-2- پاسخ ساختمان های بلند در جهت عمود بر باد63
4-4-2-1- به دست آوردن پاسخ ساختمان های بلند با استفاده از طیف نیرو70
4-4-2-2- محاسبه فرکانس طبیعی سازه در مود پایه72
4-4-3- پاسخ پیچشی ساختمان های بلند72
شماره و عنوان مطالب صفحه

4-5- روش های عددی یا Numerical Approaches76
4-5-1- فرمول بندی لاگرانژی– اولری (Arbitrary Lagrangian –Eulerian) و یا (ALE)79

فصل پنجم: شبیه سازی در ANSYS
5-1- مقدمه83
5-2- آیرودینامیک عددی مربوط به ساختمان ها در حالت صلب83
5-3- مشخصات دینامیکی و هندسی ساختمان ها86
5-4- ایده آل سازی تونل باد و ساختمان درون آن جهت شبیه سازی درANSYS89
5-5- فرضیات اعمال شده به نواحی مورد تحلیل91
5-6- شرحی بر مراحل مدل سازی با نرم افزار ANSYS93
5-7- بررسی تحلیل های انجام شده96

فصل ششم: نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
6-1- نتیجه گیری108
6-2- ارائه پیشنهادات جهت تحقیقات آتی108

منابع و مراجع110
پیوست(الف)
تاریخچه و طیف جابه جایی عرضی برای ساختمان با پلان مستطیلی در حالت SAB، در سرعت های مختلف114
تاریخچه و طیف جابه جایی عرضی برای ساختمان با پلان مستطیلی در حالت LABدر سرعت های مختلف117
تاریخچه و طیف جابه جایی عرضی برای ساختمان با پلان مربع در سرعت های مختلف119

بررسی پاسخ ساختمان‌های بلند در امتداد عمود بر باد در محیط های مختلف بادی

چکیده

با توجه به گسترش عمودی شهرها و احساس نیاز به ساخت ساختمان های بلند مرتبه، مهندسین عمران به این مهم دست یافتند که علاوه بر نیروی ناشی از زلزله، نیروی باد نیز در ساختمان های بلند یا لاغر اثرگذار و در بسیاری موارد تعیین کننده می باشد. برای بررسی تاثیرات باد بر سازه در آیین نامه های مختلف معادلات و فرمول های متعددی وجود دارد ولی با توجه به اندرکنش دائمی سازه و باد و تغییرات لحظه ای شرایط اثرگذار در نتایج این معادلات همواره نمی توانند جواب درست ارائه دهند. لذا بهترین راه برای به دست آوردن پاسخ سازه در برابر باد، استفاده از تونل باد می باشد که به خاطر زمان بر و پرهزینه بودن آزمایش های تونل باد، از روش های عددی برای شبیه سازی این آزمایش استفاده می شود. یکی از نرم افزارهای قوی و دقیق شبیه ساز عددی عبارت است از نرم افزار ANSYS که در رساله دکتری جولیا رووز با مقایسه داده های آزمایشگاهی و داده های بدست آمده از این نرم افزار، قابل اعتماد بودن نتایج حاصل از نرم افزار فوق در مدلسازی تونل باد مشخص شده است. همچنین با توجه به اینکه در اکثر موارد پاسخ ساختمان بلند و لاغر در جهت عمود بر باد نسبت به دیگر پاسخ ها تعیین کننده می باشد، در این تحقیق با استفاده از نرم افزار ANSYS تاثیر سه متغیر بر پاسخ سازه در جهت عمود بر باد بررسی شده است. متغیرهای مورد بررسی در تحقیق عبارت است از شکل پلان، زاویه برخورد باد با سازه و نوع محیط بادی که برای هرکدام از متغیرها سه حالت متفاوت انتخاب شده است. در نهایت نتایجی که بدست آمد نشان می دهد بحرانی ترین حالت زمانی اتفاق می افتد که در محیط شهری باد با زاویه 40 درجه به جداره طولی ساختمان با پلان مستطیلی برخورد کند (SAB). همچنین نتایج دیگر نیز در فصل آخر با مقایسه اعداد به دست آمده و نمودارها نشان داده شده است.

بررسی موقعیت و اندازه بازشو در ساختمان‌های بلند بتن آرمه تحت اثر نیروی باد

چکیده

نوآوری ها در سیستم های سازه ای جدید اجازه داده سازه بارهای جانبی بیشتری را تحمل کند اما هنوز اثرات دینامیکی نیروهای باد قابل توجه بوده و مطالعات انجام شده از دیدگاه مهندسی باد، نشان داده است که اصلاحات ایرودینامیک بر فرم ساختمان های بلند و سطح مقطع آنها، در طراحی بسیار موثر است و می تواند اثرات باد را به طور قابل توجهی کاهش دهد. بسیاری از ساختمان های بلند برجسته و زیبا از این روش بهره گرفته اند. تحقیقات انجام شده در این زمینه بسیار محدود می باشد. تنوع پیکربندی های موجود، ضرورت انجام مطالعات بر روی انواع فرم های هندسی با هدف شناخت بهتر نحوه ی پاسخ آنها به باد را قوت می بخشد. در این پایان نامه به بررسی موقعیت و اندازه بازشو در ساختمان های بلند بتن آرمه تحت اثر نیروی باد پرداخته می شود.فرایند کلی بررسی اثر بازشو در ساختمان های بلند تحت اثر نیروی باد به این صورت است که، ابتدا پلان متعارفی از ساختمان 40، 60 و 80 طبقه انتخاب می شود، سپس ساختمان مورد نظر با استفاده از نرم افزار ETABS مدل سازی شده و بعد تحلیل و طراحی می گردد. بعد در نرم افزار ETABS روی مدلها تحلیل صورت گرفته و به بررسی تاثیر وجود بازشو در ویژگی های دینامیکی ساختمان از جمله زمان تناوب سازه، و … و همچنین تغییرمکان جانبی ساختمان و نیروی بالارانش پرداخته می شود. برای این منظور در هر ساختمان بازشوها در سه موقعیت 1/3 پایینی، 1/3 میانی و 1/3 بالایی قرار می گیرند و در هر مورد نسبت ابعادی بازشوها متغیر خواهد بود. با توجه به بررسی های انجام گرفته روی سازه های 40، 60 و 80 طبقه می توان بهبود رفتار ساختمان های بلند را روی تغییرمکان نسبی طبقات و ضریب اطمینان واژگونی ساختمان را تحت بازشو هایی با نسبت ابعادی 1 و 1.5 برای ساختمان های میان مرتبه و نسبت ابعادی 1.5 و 2 را برای ساختمان های بلند مرتبه مشاهده کرد. همچنین افزودن بازشو در 1/3 بالایی ساختمان با توجه به افزایش نسبت ارتفاع به عرض بازشو موجب بالا رفتن ضریب اطمینان واژگونی سازه می گردد که این افزایش ضریب برای نسبت ابعادی بازشو 2 به 33 درصد می رسد.

عنوان صفحه

فصل اول: کلیات ‌ز1
1-1-مقدمه 1
1-2-بیان مساله تحقيق 1
1-3-ضرورت انجام تحقیق 2
1-4-اهداف تحقیق 2
1-5-فرضیه 3
1-6-روش انجام تحقیق 3
1-7-ساختار پایان نامه 4

فصل دوم: ادبیات، اصول و مبانی موضوع 6
2-1-مقدمه 8
2-2-مروری بر تحقیقات گذشته 8
2-2-1- اصلاح گوشه های پلان ساختمان 9
2-2-2- انتخاب سطح مقطع مناسب با قابلیت مقاومت کمتر در برابر باد 11
2-2-3- کاهش سطح بادگیر ساختمان 15
2-2-4- جدیدترین مطالعات 24
2-3- طبیعت باد و نحوه ی تاثیر آن بر ساختمان های بلند 29
2-3-1- علت پیدایش باد 29
2-3-2- تغییرات سرعت باد با افزایش ارتفاع (پروفیل سرعت) 29
2-3-3- فشار وارد بر یک جسم ساکن 30
2-3-4- پدیده ی جدایش و گردبادهای کارمن 31
2-3-5- ماهیت دینامیکی باد 32
2-4- بار باد بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان 33
2-4-1- مقدمه 33
2-4-2- فشار ناشی از باد بر ساختمان ها و سازه ها 34
2-4-3- فشار مبنای باد 34
2-4-4- روش محاسبه بار باد 34
2-4-5- ارتفاع مبنا 35
2-4-6- روش استاتیکی 35

فصل سوم: روش تحقیق 41
3-1-مقدمه 43
3-2- فرآیند بررسی وجود بازشو در ساختمان تحت اثر نیروی باد 43
3-3- آشنایی با نرم افزار ETABS 45
3-4- روش تحقیق 46
3-4-1- مدل های مورد بررسی 46
3-4-2- طراحی سازه ها 50
3-4-3- بارگذاری نیروی باد بصورت استاتیکی 52
3-4-4- بررسی وجود بازشو 54

فصل چهارم: تفسیر نتایج 56
4-1-مقدمه 58
4-2- ساختمان 40 طبقه 59
4-2-1- مشخصات سازه 59
4-2-2- بارگذاری ساختمان تحت اثر نیروی باد 60
4-2-3- بررسي و مقايسه نتايج تحليل 64
4-3- ساختمان 60 طبقه 72
4-3-1- مشخصات سازه 72
4-3-2- بارگذاری ساختمان تحت اثر نیروی باد 74
4-3-3- بررسي و مقايسه نتايج تحليل 75
4-4- ساختمان 80 طبقه 83
4-4-1- مشخصات سازه 83
4-4-2- بارگذاری ساختمان تحت اثر نیروی باد 85
4-4-3- بررسي و مقايسه نتايج تحليل 86

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 105
105
5-1-مقدمه 106
5-2- جمع بندی 106
5-3- نتیجه گیری 106
5-4- پیشنهادات 109
منابع و مأخذ 110

استخراج طیف بی‌بعد نیروی عرضی ساختمانهای بلند همجوار در برابر باد با استفاده از یکی از نرم‌افزارهای عمران

چکیده

با توجه به اینکه در طراحی ساختمان‌های بلند، موضوع باد یکی از مسائل تأثیرگذار می‌باشد و همچنین با توجه به اینکه پدیده‌های مهم آئروالاستیک بایستی در طراحی ساختمان‌های بلند مدنظر قرار گیرند، از این رو این نوع ساختمان‌ها را اغلب در تونل باد به صورت تجربی مورد آزمایش قرار می‌دهند که نیاز به صرف وقت و هزینه زیادی می‌باشد. به همین دلیل در سال‌های اخیر جهت بررسی رفتار سازه در برابر باد از روش‌های تحلیل نرم افزاری استفاده می‌گردد. بیشتر آیین‌نامه‌های باد برای ساختمان‌های منفرد تدوین شده اند. در صورتیکه در واقعیت امر، بار باد وارده بر ساختمان‌های بلند همجوار با ساختمان‌های دیگر می‌تواند نسبت به حالتی که ساختمان به صورت تکی قرار دارد کاملا متفاوت باشد. مجاورت ساختمان‌های بلند با یکدیگر می‌تواند به طرز چشمگیری باعث افزایش یا کاهش بار باد وارده بر پوسته‌ی خارجی ساختمان‌ها شود. در این پژوهش، ابتدا پاسخ ماکزیمم ساختمان در حالتی که به صورت تنها واقع شده است در سه سرعت مختلف استخراج گردید، سپس پاسخ ماکزیمم این ساختمان در مجاورت با ساختمانی دیگر در دو حالت مختلف ابعادی بدین صورت که یک بار با پلان بزرگتر و یک بار با پلان کوچکتر قرار گرفته و در فواصل مختلف که به صورت ضریبی از بعد پلان ساختمان اصلی بود بررسی شد. ساختمان‌ها و تونل باد در نرم افزار ANSYS به صورت سه بعدی مدل شد. روش استفاده شده، روش آنالیز دینامیکی گذرا می‌باشد. نتایج نشان داد که حالت بحرانی برای همجواری ساختمان‌ها در بالا دست در فاصله‌ی یک برابر بعد پلان و سه برابر بعد پلان می‌باشد و در تمامی حالات بررسی شده در فاصله‌ی شش برابر بعد پلان آثار تداخل تقریباً از میان برداشته می‌شود.

فصل اول: کليات پژوهش
1-1- مقدمه 2
1-2- ضرورت پژوهش 3
1-3- اهداف و فرضیه¬های پژوهش 4
1-4- محدودیت¬های پژوهش 5
1-5- پارامترهای دخیل در پژوهش 5
1-6- ساختمان بلند 5
1-7- ساختار پایان¬نامه 7
فصل دوم: مباني نظري پژوهش
2-1- مقدمه 9
2-2- آیرودینامیک اجسام هوابند و پاسخ ساختمان¬های بلند 9
2-2-1- مفهوم جسم هوابند 10
2-2-2- روابط آئرو الاستیسیته 10
2-2-3- مفهوم لایه مرزی در اطراف جسم هوابند و عدد رینولدز 10
2-3- مکانیزم جدایی لایه¬های جریان 12
2-4- تشکیل منطقه¬ی پشت و جریان¬های گردبادی 13
2-5- بررسی پارامترهای باد 14
2-5-1- تغییرات سرعت باد و زمین¬های دارای ناهمواری یکنواخت 14
2-5-2- رابطهی بین سرعت¬های باد در ناهمواری¬های مختلف زمین 16
2-5-3- سرعت اصطکاکی یا برشی 16
2-5-4- مفهوم صفحه جابجایی صفر (Zd) 17
2-5-5- ارتباط سرعت میانگین باد با زمان میانگین¬گیری 17
2-6- مفهوم تلاطم (Turbulent) 18
2-6-1- شدت تلاطم 20
2-7- طبیعت دینامیکی اندرکنش باد و سازه 21
2-8- پاسخ در جهت عمود بر باد 23
2-9- پیشینه¬ی پژوهش 24
فصل سوم: روش¬های تحلیل سازه در محیط بادی
3-1- مقدمه 30
3-2- روش حل 33
3-3- مزیت کوچکتر کردن مدل توسط نرم افزار cfx 34
3-4- شبکه بندی 35
3-5- تحلیل همزمان سیالاتی و جامداتی 37
3-6- مشخصات ساختمان¬های مورد مطالعه 38
3-7- نتایج حاصل از نرمافزار 39
۳-7-۱- خطوط جریان 39
۳-7-2- میدان فشار 42
۳-7-۱- میدان سرعت 46
فصل چهارم: نتايج و يافته‌هاي پژوهش
4-1- مقدمه 52
4-2-پاسخ¬های سازهای ساختمان¬های مورد مطالعه در حالات مختلف 52
4-2-1- ساختمان تکی 52
4-2-۲- ساختمان اصلی همجوار با ساختمانی با ابعاد برابر 54
4-2-2-1- ساختمان فرعی در فاصله یک برابر بعد پلان ساختمان اصلی 54
4-2-۲-۲- ساختمان فرعی در فاصله سه برابر بعد پلان ساختمان اصلی 55
4-2-۲-3- ساختمان فرعی در فاصله شش برابر بعد پلان ساختمان اصلی 56
۴-2-3- ساختمان اصلی همجوار با ساختمانی با ابعاد بزرگتر 59
4-2-3-1- ساختمان فرعی در فاصله یک برابر بعد پلان ساختمان اصلی 59
4-2-۳-۲- ساختمان فرعی در فاصله سه برابر بعد پلان ساختمان اصلی 60
۴-2-۳-۳- ساختمان فرعی در فاصله شش برابر بعد پلان ساختمان اصلی 61
۴-2-۴- ساختمان اصلی همجوار با ساختمانی با ابعاد کوچکتر 64
۴-۲-۴-۱- ساختمان فرعی در فاصله یک برابر بعد پلان ساختمان اصلی 64
4-2-۴-۲- ساختمان فرعی در فاصله سه برابر بعد پلان ساختمان اصلی 65
4-2-۴-۳- ساختمان فرعی در فاصله شش برابر بعد پلان ساختمان اصلی 66
۴-۲-۵- مقایسه¬ی تأثیر فاصله¬ی ساختمان فرعی از ساختمان اصلی در پاسخ ماکزیمم سازه 88
فصل پنجم: نتيجه‌گيري و بحث
5-1- مقدمه 94
5-2- نتیجه¬گیری 94
5-3-پیشنهادات برای تحقیقات آتی 95
فهرست منابع و مآخذ 96

ارزیابی عملکرد لرزه ای ساختمانهای بلند دارای تو رفتگی در ارتفاع با در نظر گرفتن اثرات باد

چکیده

ویرانی های ناشی از زلزله و مطالعات محققین مختلف نشان داده است که پیکربندی هندسی ساختمانها نقش مهمی در آسیب های وارده ناشی از زلزله دارد. حس تنوع خواهی انسان باعث گردیده است کهساختمان هایی با فرم های هندسی ساده و یکنواخت جای خود را به فرم های هندسی پیچیده تر بدهند.یکی از فرم های هندسی غیر ساده که در سطح شهر های جهان به چشم می خورد ساختمان های دارایپس نشستگی در ارتفاع می باشد. این فرم هندسی علاوه بر اینکه شکل ساختمان را از یکنواخ تی خارجمی سازد، سبب می گردد در نواحی با تراکم ساختمان ها، ابنیه کوتاه تر از نور خورشید بهره مند شوند.علاوه بر مزیت های معماری، در ساختمان های بلند بمنظور کاهش پاسخ های ناشی از باد یکی ازراهکارها کاهش سطح بادگیر ساختمان است که بواسطه پس نشست ها نیز قابل دستیابی است. عملکردچنین ساختمان هایی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بمنظور شناخت بیشتر این ساختمان ها وتغییرات بوجود آمده ناشی از بروز پس نشست، بیش از 50 مدل پنج، ده، بیست، سی و چهل طبقه دوبعدی و سه بعدی به کمک تحلیل های دینامیکی طیفی و استاتیکی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایجنشان داد که پس نشست ها تاثیر جدی بر خصوصیات دینامیکی ساختمان دارند. جابجایی های مطلق ونسبی ناشی از نیرو های جانبی زلزله کاهش یافتند، همچنین توزیع نیروی زلزله در طبقات بطور جدیتحت تاثیر قرار گرفت. وزن ساختمان، برش های پایه و لنگر های واژگونی ناشی از باد و زلزله کاهشیافتند اما روند تغییرات بنحوی بوده که نسبت برش پایه به وزن و همچنین ضریب اطمینان در برابرواژگونی به ترتیب افزایش و کاهش پیدا کرده اند. ضرورت در نظر گرفتن اثرات پی دلتا و میزان تغییرنتایج در صورت نادیده گرفتن آن نیز مورد بررسی قرار گرفت. مشخص گردیده که لحاظ نشدن اثرات پیدلتا سبب می شود که نتایج کمتر از مقدار واقعی خود بدست آیند. البته با گسترش پس نشستگی هاتفاوت میان دو حالت لحاظ یا عدم لحاظ نمودن اثرات پی دلتا روند کاهشی را نشان داده است.

شببیه سازی جریان باد بین ساختمان های بلند با فواصل و ابعاد مختلف توسط تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی

چکیده

بررسی موقعیت و اندازه بازشو در ساختمان‌های بلند بتن آرمه تحت اثر نیروی باد

چکیده

عنوان صفحه

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 105
105
5-1-مقدمه 106
5-2- جمع بندی 106
5-3- نتیجه گیری 106
5-4- پیشنهادات 109
منابع و مأخذ 110

————————————————————————————————————————————–

برای دریافت فایل بر روی لینک زیر کلیک نمایید.

تومان58,000افزودن به سبد خرید

————————————————————————————————————————————–

بسته تحقیقاتی تاثیر باد بر ساختمان های بلند

ارسال دیدگاه لغو پاسخ

حسابی یار