خلاصه

Transcript

1 6 و 7 ارديبهشت 9 دانشگاه سمنان سمنان ايران ارزيابي اثر باد بر روي ساختمانهاي با پلان مستطيل شكل علي محمدپور خسرو پيلهوريان مهدي عليرضايي - عضو هيي ت علمي دانشگاه آزاد اسلامي واحد ملاير - عضو هيي ت علمي دانشگاه آزاد اسلامي واحد ملاير - دانشجوي دكتراي مهندسي عمران- سازه پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي و مهندسي زلزله M.Aliezaie@iiees.ac.i خلاصه برآورد دقيق بارهاي طراحي از ملزومات و زيربناي اساسي در طرح هر سازهاي به شمار ميرود. در حالت كلي ساختمانهاي بلند در مقابل نيروهاي وارده از باد داراي سه نوع حركت حركت در امتداد وزش باد عمود بر امتداد وزش باد و حركت پيچشي كه بطور همزمان رخ ميدهد ميباشند ليكن با توجه به ماهيت متغير و غيرثابت باد تحليل ساختمانها در مقابل بار باد را مشكل ميسازد. در اين مطالعه ابتدا ساختمان بصورت تنها و بدون همسايگي با ساير ساختمانها تحت تاثير با سرعتهاي مختلف مورد بررسي قرار خواهد گرفت و پاسخهاي بدست آمده با روشهاي اراي ه شده توسط محققين ديگر مقايسه خواهد شد. استخراج طيف نيروي عرضي بي بعد براي ساختمان مستطيلي بلند با درنظرگرفتن اثر همجواري ساختمان مجاور و همچنين مقايسه پاسخ طولي حاصل از آزمايشات با رابطه تجربي از جمله اهداف اين مطالعه ميباشند. كلمات كليدي: باد پلان مستطيل شكل پاسخ ديناميكي. مقدمه ساخت بناهاي بلند مرتبه از ابتداي شكل گيري تمدن هاي بشري تاكنون توجه انسان را به خود معطوف داشته است ساختمان هاي بلند ابتدا با هدف دفاع شروع شد و سپس جنبه هاي نمادي و كاربردي پيدا كرد. برآورد دقيق بارهاي طراحي از ملزومات و زيربناي اساسي در طرح هر سازه اي به شمار مي رود. در حالت كلي ساختمان هاي بلند در مقابل نيروهاي وارده از باد داراي سه نوع حركت كه بطور همزمان رخ مي دهد مي باشند كه عبارتند از: حركت در امتداد وزش باد حركت در جهت عمود بر امتداد وزش باد و حركت پيچشي. حركت در امتداد باد از نوسانات فشار در وجوه روبه باد و پشت به باد حاصل مي گردد كه حداقل در دامنه فركانس هاي پاي ين عموما تابع نوسانات جريان نزديك شونده مي باشد []. حركت در جهت عمود بر امتداد وزش باد بوسيله تغييرات فشار روي وجوه كناري كه از نوسانات در لايه برشي جداكننده و جريان منطقه ي پشت بوجود مي آيد ايجاد مي گردد. حركات پيچشي ناشي از عدم منطبق بودن مركز سختي ساختمان به برآيند نيروهاي حاصل از فشار باد (البته فشار ميتواند منفي نيز باشد) حاصل ميگردد كه بيشتر در ساختمان هاي غيرمتقارن آثار آن قابل توجه مي باشد[ ].. پارامترهاي باد و مروري بر علم هواشناسي وميكروهواشناسي مهندسي باد طي دهه هاي اخير براساس جهد وكوشش هدف دار در توسعه ابزاري بعنوان تخمين آثار باد برروي سازههاي حساس و مدرن و با دقت و ظرافت بالا حاصل گرديده است. وظيفه مهندس طراح است كه تا مطمي ن شود كه مقاومت اجزاي سازهها تحت اثر نيروي باد در طي عمر پيش بيني شده براي آن سازه هم از نظر ايمني سازهاي و هم از نظر سرويسپذيري (خدمت پذيري) كافي ميباشد. براي نيل به اين اهداف مهندس طراح به اطلاعات همچون اطلاعات محيط بادي رابطه بين محيط بادي و نيروهايي كه برروي سازه ها اعمال ميكند و رفتار سازهها تحت اثر اين نيروها نياز دارد. هواشناسي كيفيت و ريخت اساسي جريانات جوي را توصيف و توضيح ميدهد. چنين كيفياتي ممكن است از لحاظ (ديد) طراحي سازهاي بطور قابل ملاحظهاي مهم باشند.

2 6 و 7 ارديبهشت 9 دانشگاه سمنان سمنان ايران باد يا حركت هوا نسبت به سطح زمين اصولا تفاضل مقدار گرماي خورشيدي هوا در مناطق مختلف سطح زمين ميباشد[ ]. اين تفاضل باعث ميشود كه ستون هوا در هريك از اين مناطق داراي ارتفاع متفاوتي باشد. بنابراين در نقاط هم ارتفاع فشارهاي متفاوتي وجود خواهد داشت كه باعث نيروهاي افقي شده و متعاقبا حركت افقي هوا را ايجاد ميكند. نيروهاي باد مورد نظر در طراحي سازهها بوسيله دو سيستم مقياس بزرگ (مانند گردبادهاي بسيار گرم) و بادهاي محلي (مانند بادهاي فون بورا اثرجت و تورنادو)بوجود ميآيند. گردبادهاي بسيار گرم در اثر وجود موانع كوهستاني در برابر جريانات وتودههاي عظيم هوا و يا بوسيله اندركنش اين تودهها با خواص نسبتا يكنواخت روي سطح افقي بسيار بزرگ كه قابل مقايسه با اقيانوسها و كشورها باشد بوجود ميآيند. بادهاي محلي شرايط تكرار شونده دارند كه از شرايط ويژه جغرافيايي و اقليمي ناشي ميشوند.اين شرايط بعضي اوقات منجر به بادهاي محلي ميگردندكه سرعتهايي در حدود بادهاي پيرامون گردبادها و تندبادها داشته و براي مدت طولاني ادامه پيدا ميكنند[ 4 ]. در مطالعات مربوط به هوا زمين ها بطور كيفي ممكن است به سه تا پنج نوع تقسيم شوند كاملترين تقسيم بندي به شرح زير ميباشد كه در آي ين نامه انجمن مهندسين عمران- آمريكا (ASCE) اعمال شده است: بافت I- درياي باز بافت شهر(مانند مناطقي كه بطور پراكنده ساخته شده با درختها و ديگر موانع) بافت -II زمين باز بافت -III اراضي برون شهري با فاصله زياد از -IV شهرها اراضي برون شهري پرتراكم و جنگلها بافت V- مراكز شهرهاي بزرگ مانند شيكاگو و توكيو. اغلب آي يننامهها زمين را به سه يا چهار نوع تقسيم ميكند و در مقايسه با تقسيم بندي بالا بافتهاي III و IV در يكديگر ادغام ميشوند. در شرايط فعلي در ايران اغلب ساختمانها وسازهها را ميتوان در بافت I و IV قرار داد. در آي ين نامه ISO (موسسه- بين المللي استاندارد) نيز زمينها به چهار نوع تقسيم شدهاند[ 4 ]. مهندسي ميكرو هواشناسي علمي است كه به بررسي و فرموله كردن مواردي همچون: الف ( وابستگي سرعت ميانگين باد نسبت به ارتفاع از سطح زمين ب) رابطه بين سرعت باد در توفان با انواع ناهمواريهاي زمين ج) وابستگي سرعت هاي اندازه گيري شده به ميانگينگيري زمان و د) تشريح مشخصات تلاطم يا تلاطم هوا شامل طول شدت و طيفهاي تلاطم ميپردازد. بعلت تغييرات غيريكنواخت باد معمولا بررسي خصوصيات باد با بهرهگيري از علم آمار صورت ميگيرد كه بواسطه آن متوسط يا ميانگين يك خصوصيت را پيدا ميكنيم. بعلت اينكه سرعت باد بطور مداوم تغيير ميكند پس ميانگينهاي مختلف براي سرعت باد كه وابسته به زمان ميانگينگيري ميباشد بدست ميآيد[ 5 ].. آي روديناميك اجسام هوابند نيروهاي آي روديناميكي در حالت كلي بوسيله جريانهاي جوي كه طبيعتا متغير با زمان هستند برروي سازهها القاء ميشوند كه بواسطه تلاطم در جريان باد ميباشند. مقوله آي روديناميك به سرعت هاي نسبتا كم و جريان هاي غيرقابل تراكم محدود شود. در بحث مهندسي سازه دو بعد جريان متلاطم بيشتر مطرح مي باشد: - حالت تلاطم باد طبيعي نزديك شونده به سازه و - ايجاد تلاطم موضعي در باد بوسيله خود ساختمان. از آنجاي يكه بسياري از سازهها در مهندسي راه و ساختمان نسبت به باد از خود حالت هوابند نشان ميدهند در مهندسي باد تاكيد برروي آي روديناميك اجسام هوابند ميباشد[ 6 ]. هنگامي كه يك جسم در داخل جريان سيالي قرار گيرد و يا يك جسمي در درون محيط سيالي داراي حركت باشد برروي جسم مذكور نيروهاي فشاري و يا كششي از طرف سيال وارد مي گردد اين نيروهاي حاصل از كشش يا فشار از نوع نيروهاي سطحي هستند حال اگر جريان سيال در اطراف جسم داراي تلاطم باشد اين تلاطم باعث خواهد شد تا مقدار نيروهاي وارده با زمان تغيير كند و يك نيروي وابسته با زمان برجسم اثر خواهد كرد. ناپايداري آي روديناميك به پديدههايي مانند تلاطم جريان تشكيل گردابه و غيره در ناحيه پشت جريان و در اثر قرار گرفتن يك جسم هوابند در داخل سيال ايجاد ميگردد گفته ميشود. ناپايداري آي روالاستيك به پديدهاي گفته ميشود كه در جسم يا سازه واقع در مسير جريان به وقوع ميپيوندد بطوريكه جسم مذكور تحت نيروهاي آي روديناميك به گونهاي تغيير شكل ميدهد كه تغيير شكلهاي اوليه باعث افزايش تغيير شكلهاي نوساني بعدي ميگردد اين پديده همواره به همراه نيروهاي آي روديناميكي است كه در اثر حركت خود جسم به حالت تحريك ميرسد كه به اين نيروها نيروهاي خود ارتعاش گفته ميشود. ناپايداري آي روديناميك خالص ميتواند باعث تغيير شكل سازهاي گردد و يا ميتواند باعث ناپايداري آي روالاستيك گردد. پديدههاي آي روالاستيك پديدههاي مهمي هستند كه بايستي در طراحي سازههاي خاصي مورد بررسي و مدنظر قرار گيرند. سازههايي مثل ساختمانهاي بلند برج ها دودكشها پلهاي معلق سازههاي فضايي مهار شده توسط كابلها مانند سقفهاي كابلي سيستمهاي لولهكشي نفت و آب (مثلا عبور كرده از روي يك دره) خطوط انتقال برق و غيره در زمره سازههايي به شمار ميروندكه بررسي پديدههاي آي روالاستيك بر روي آنها امري اجتناب ناپذير است. زمانيكه جريان در نزديكي جسم هوابند فشرده ميشود نيروهاي اينرسي باعث كاهش سرعت ذرات سيال در لايه مرزي ميشود. اثر اين كاهش بصورت گراديان فشار مخالف (منفي) ظاهر ميشود[ 5 ]. اگر اين گراديان هاي فشار معكوس شديد باشند براي مثال زماني كه جريان برروي گوشههاي يك جسم هوابند حركت كند باعث جداشدگي جريان ميشود نمونهاي از جدايي جريان در شكل () نشان داده شده است.

3 6 و 7 ارديبهشت 9 دانشگاه سمنان سمنان ايران نقطه جدايي جريان شكل نمونهاي ازجدايي جريان درگوشه در حالت كلي نقطهاي كه جدايي جريان درآنجا رخ ميدهد بستگي به فاكتور شكل پلان مقطع جسم ونيز بستگي به طبيعت وزش باد در عرض لايه مرزي جريان دارد. اگر جريان باد بصورت جريان آرام باشد جدايي جريان زودتر (در نزديكي نقطه سكون) اتفاق خواهد افتاد و اگر جريان آشفته باشد جدايي جريان در نقطه پشت به باد رخ خواهد داد. اين مطلب در شكل ( ( و ( ب- فلا- ( نشان داده شده است[ 7 ]. كشش كمتر كشش بيشتر كشش كمتر كشش بيشتر ( ب ) b/h=. b/h=.5 (الف) شكل لايههاي جداشده درجريان آرام و متلاطم 4. طبيعت ديناميكي اندركنش باد و سازه برخلاف متوسط جريان باد كه مي تواند بصورت استاتيكي مورد بررسي قرار بگيرد بار باد مرتبط با تند باد يا تلاطم بسيار سريع و حتي ناگهاني تغيير ميكند و آثار بسيار شديدتري از حالت اعمال تدريجي بار ايجاد مينمايند[ 7 ]. روي اين اصل بارهاي باد بايد همانطوري كه در طبيعت بصورت ديناميكي هستند بررسي شوند. شدت بار باد به سرعت تغييرات آن و نيز پاسخ ساختمان بستگي دارد. بنابراين فشارهاي ناشي از تند باد وارد برساختمان كه ابتدا زياد شده و سپس كاهش مييابند چه بصورت ديناميكي بررسي شوند و چه بصورت استاتيكي وابستگي بسيار زيادي به خصوصيات ساختماني كه به آن وارد ميشوند خواهند داشت. بعنوان مثال عمل تندباد نه تنها به اين موضوع بستگي دارد كه چه مدت طول ميكشد تا تند باد به اوج خود رسيده و دوباره كاهش يابد بلكه به دوره تناوب ساختماني كه تحت اثر تندباد قرار دارد نيز وابسته است. در آي يننامههاي مختلف توصيههايي براي روشهاي مختلف آناليز استاتيكي و ديناميكي وجود دارد. در روشهاي استاتيكي تعيين بار باد موقعيت جغرافيايي ساختمان آثار تندبادهاي ناگهاني و درجه اهميت ساختمان در مراحل پس از توفان نيز در آناليز دخالت داده ميشود. براي ساختمانهاي بسيار بلند لاغر و يا انعطاف پذير پيشنهاد ميشود كه از براي تخمين بارگذاري استفاده شود. تونلهاي باد با لايه مرزي تغييرات سرعت باد نسبت به ارتفاع و همچنين وزشهاي ناگهاني را با دقت بيشتري مشخص ميكنند. آزمايش بسيار تخصصي پيچيده و پرهزينه است و از آن فقط ميتوان در پروژههاي بسيار بزرگ استفاده نمود[ 8 ]. در ساختمانهاي بلند بعلت فراواني طبقات وثقيل بودن ساختمان بارهاي طراحي ستونها و شالودهها زيادگرديده واين امر باعث افزايش سطح مقطع ستونها و شالودهها و بادبندها ميشود گذشته از مسي له صرفه جويي در زمان ساخت بيشتر به لحاظ صرفه اقتصادي طراحان سعي در استفاده از مصالح با وزن كم و با مقاومت زياد دارند كه اين امر به نوبه خود باعث افزايش انعطاف پذيري وكاهش ميرايي سازه ميشود. اين عمل باعث ميشود چنين سازههايي درمقابل بارهاي جانبي از جمله باد و زلزله حساسيت فوق العادهاي را از خود نشان دهند و برخلاف ساختمانهاي كوتاه كه مسي له باد نسبت به

4 6 و 7 ارديبهشت 9 دانشگاه سمنان سمنان ايران زلزله مطرح نميباشد در برخي از ساختمانهاي بلند طراحي در مقابل بارهاي جانبي باد همسنگ با بارهاي جانبي زلزله ميتواند مطرح باشد[ 8 ]. پاسخ سازهها در مقابل باد از دو قسمت تشكيل شده است: يكي مربوط به سرعت متوسط باد و ديگري مربوط به تلاطم آن كه داراي خواص ديناميكي است. لذا آسانتر است كه سرعتهاي باد نيروها تغيير مكانها و غيره را برحسب كميت متوسط ساعتي همراه با متوسط حداكثرهاي نوسانات آن در يك ساعت تعريف كرد. پس از جمع پاسخ هاي مربوط به اين دو بخش ميتوان متوسط ماكسيمم پاسخ ساعتي و يا پاسخ اوج را بدست آورد و از روي آن بار معادل استاتيكي را حاصل نمود. حركت در جهت امتداد باد و در جهت عمود برآن ناشي از مكانيزم هاي مختلفي است. حركت در امتداد وزش باد در اصل ناشي از آثار ضربهاي تلاطم است و حركت ديگر مربوط به آثار گردابي طرفين ميباشد پاسخ در جهت باد را ميتوان به طريق روش ضريب تند باد Facto) (Gust كه در واقع همان روش (Davenpot) مي باشد بدست آورد[ 7 ]. برخي از روشهاي اراي ه شده مانند آنچه در مراجع (ويكري 97) ذكر شده فرض اساسي بر اين است كه تلاطم جريان با ارتفاع تغيير نميكند. اما در برنامه كامپيوتري ميتوان اين تغييرات را در نظر گرفت كه نهايتا به جوابهاي دقيقتري منجر خواهد شد. بهمين دليل اكثر روش هاي فوق الذكر براين پايه استوارند كه سطح زمين پيرامون سازه تقريبا افقي بوده و پستي و بلندي تقريبا يكنواخت توزيع شده است البته در برخي موارد به خاطر استفاده از اين فرض كه با واقعيت منطبق نميباشد نتايج حاصله را بايد به نوعي تعديل نمود. اگر توپوگرافي زمين اطراف ساختمان غير معمول باشد و يا اينكه ساختمان تحت تاثير همسايگي ساختمانهاي مجاور قرار گيرد. آزمايشات بايد در صورت گيرد و استفاده از روشهاي اراي ه شده قابل قبول نميباشد. روش ضريب تند باد را براي تحليل پاسخ ساختمان هاي بلند در امتداد باد توسعه داد بعدا ويكري( 97 ) روش اراي ه شده توسط را با يك روش مشابه آن گسترش داد كه در آن براي انعطاف پذيري بيشتر انتخاب پارامترهاي جوي نيز منظور شده بود. همچنين ساندرز (974) متوجه شد كه روش ضريب تندباد ويكري برپلان با نسبت ابعاد بزرگتر از 4 اعداد محافظه كارانه ميدهد. وي توانست يك ضريب تندباد با دقت خوب بين 5 تا درصد براي تعريف كردن داده هاي پايه در مقايسه با روش هاي ضريب تندباد ديگر بدست آورد[ 9 ]. 4. مواد و روشها براي بدست آوردن طيف نيروي بي بعد با در نظر گرفتن اثر همجواري ساختمانهاي بلند جهت استفاده در كارهاي طراحي معيارهاي شبيه سازي در مربوط بصورت زير انجام شده است و نيز لازم به ذكر است كه در اين تحقيق /= فرض شده است. شرايط در اين تحقيق بصورت زير مي باشند: الف- طول : طول تونل در حدود 8/5 متر مي باشد. ب- عرض و ارتفاع : عرض و ارتفاع تونل در حدود متر مي باشد. ج- ارتفاع لايه مرزي: حداكثر ارتفاع لايه مرزي كه در تونل مذكور بدون استفاده از اسباب اضافي و با كف صاف ميتوان ايجاد كرد در حدود cm ميباشد كه اين ارتفاع را ميتوان با بكارگيري اسباب اضافي كه شامل بلوكهاي مكعبي شكل زبركننده ديوارهاي مانع و شبكههاي و يا تركيب مناسبي از اينهاميباشد به حدود cm افزايش داد. پروفيل بدست آورده براي سرعت باد در تونل مذكور براي ارتفاع لايه مرزي حدود شكل () ميباشد كه با پروفيل سرعت باد در طبيعت و براي شرايط محيطي /= مقايسه شده است. cm بصورت. Z/Z قانون تواني..5.5 U/U شكل مقايسه پروفيل سرعت متوسط درارتفاع با رابطه قانون تواني (با فرض. =α) 4

5 6 و 7 ارديبهشت 9 دانشگاه سمنان سمنان ايران براي شبيه سازي لايه مرزي بايد مقدار شدت تلاطم در طبيعت و برابر باشند. همانطوريكه برطبق رابطه () نيزبيان شده شدت تلاطم در طبيعت كه براساس مطالعات تجربي در سال 96 واز روي اطلاعات مربوط به نود ايستگاه هواشناسي بدست آمده است بصورت زير ميباشد: I u.46 k.( ) z () كه در رابطه فوق : I: u شدت تلاطم در ارتفاع برابر / فرض شده است. z از بالاي سطح زمين K: ضريب زبري منطقه Z: ارتفاع نقطه مورد نظر و : همان ضريب تواني مي باشد كه در اينجا در شكل (4) شدت تلاطم موجود در با شدت تلاطم موجود در طبيعت كه مطابق با رابطه تجربي بدست آمده مقايسه شده است:. Z/Z روش 4 درصدشدت تلاطم شكل 4 مقايسه شدت تلاطم درباروش تجربي براي انجام آزمايشات مربوطه در اين تحقيق از دونوع مدل: - مدل آي روالاستيك - مدلهاي صلب استفاده شده است كه مدل آي روالاستيك جهت مدل نمودن رفتار ساختمان اصلي و مدلهاي صلب جهت مدل نمودن ساختمانهاي مجاورجهت بررسي رفتار اندركنش(همجواري) بكار گرفته شدهاند. انتخاب يك مقياس هندسي جهت شبيه سازي جريان و سازه و رفتار ديناميكي مدل و پروتوتيپ ميباشد. رسيدن به يك طرح نمونه از نيروهاي آي روديناميكي نيازمند تشابه سازي بين در مورد ساختمانهاي بلند اين شبيهسازي نيازمند برابري نسبت مقياس جرم خصوصيات ديناميكي و نسبت ميرايي در مدل و ساختمان اصلي ميباشد[ ]. در اين تحقيق ساختمان پروتوتيپ يك ساختمان مستطيلي بلند بوده و داراي ارتفاع طول و عرض به ترتيب 5 و 5 ميباشد و فرض براين است كه سازه داراي قاب فلزي با پانلهاي بنايي و پوشش هاي سبك براي سطوح نما ميباشد. ساير ساختمان پروتوتيپ بصورت زير ميباشد: نسبت ابعاد kg/m / h ( 8/5: نسبت ارتفاع به عرض :(h/b) چگالي ساختمان : A ) نسبت لاغري : d/b نشان L 8 دوره تناوب ساختمان: 5/8 ثانيه در جهت طول ساختمان و 6/9 ثانيه در جهت عرض ساختمان (درمودپايه) شكل مود پايه: خطي نسبت ميرايي در امتداد باد: %/5 نسبت ميرايي در جهت عمود برباد: % چكيده اي از پارامترهاي مقياس بندي شده بين مدل و پروتوتيپ در جدول () آمده است: جدول( ) خلاصهاي ازمقياس بندي بين مدل و پروتوتيپ پارامتر طول مقياس L p / L m نسبت 4 b نسبت چگالي, bp / bm 5

6 6 و 7 ارديبهشت 9 دانشگاه سمنان سمنان ايران, p m نسبت ميرايي,75 n p / n m n نسبت فركانس 64 6 L b M نسبت جرم 5, L n U نسبت سرعت,6 4 L U b نسبت سختي,7 L n A نسبت شتاب يك مدل چوبي از ساختمان پروتوتيپ با توجه به پارامترهاي مذكور در جدول () براي مدلسازي در استفاده شده است كه خصوصيات ابعادي و ديناميكي اين مدل آي روالاستيك به شرح زير ميباشد: طول عرض و ارتفاع مدل: 75mm 5mm جرم مدل: 6/5 mm ( ( برباد: % فركانس ارتعاش در جهت طولي : /8 هرتز فركانس ارتعاش در جهت عرضي: /87 هرتز. بدنه مدل آي روالاستيك مذكوراز يك تخته چند لايه ضخامت 66 g نسبت ميرايي در امتداد باد: %/5 نسبت ميرايي در جهت عمود 5mm در وجوه كوتاهتر و ضخامت ايجاد سختي مناسب در مدل آي روالاستيك از دو ديافراگم آلومينيومي به ضخامت آلومينيومي كه در مركز مدل قرار گرفته استفاده شده است[ ]. /5 mm در وجوه بلندتر ساخته شده است. براي mm استفاده شده است. براي ايجاد تكيهگاه مناسب از يك لوله در اين تحقيق در بررسي آثار اندركنش ساختمان هاي مجاور آثار تغييرات ابعاد پلان ساختمان مجاور در امتداد طولي و عرضي مورد بررسي قرار گرفته است. دراين تحقيق دوحالت براي نحوه قرار گيري ساختمان اصلي و ساختمان مجاور مورد بررسي قرار گرفته است: ساختمان اصلي بصورت SABيعني بعد بزرگ عمود برجهت باد و ساختمان مجاور بصورت LAB يعني بعد كوچك عمود برجهت باد. ساختمان اصلي و مجاور هر دوبصورت.SAB براي بدست آوردن طيف نيروي بي بعد ابتدا ساختمان مجاور در فواصل مختلف از ساختمان اصلي قرار داده شده است شكل (5) يك طرح كلي از نحوه قرارگيري ساختمان اصلي در حالت SAB وساختمان مجاور را در حالت LAB نشان ميدهد كه درآن نحوه قرارگيري بصورت يك شبكه با فواصل مساوي و برابر با عرض ساختمان يعني b ميباشد. شكل 5 نماي كلي از نحوه قرارگيري ساختمان اصلي در حالت SAB و ساختمان مجاور در حالت LAB 5. نتيجهگيري در اشكال (6) نتايج حاصل از با روشهاي سولاري و درحالتSAB مقايسه شده است. همانطوريكه ملاحظه ميگردد پاسخ طولي مدل آيروالاستيك داراي يك پرش ميباشدكه بيانگر وقوع پديده قفل شدگي ميباشدكه قبلا درپاسخ طولي مدل آيروالاستيك درحالت LAB چنين موردي ديده نميشد.پس باتوجه به موارد فوق ميتوان به اين نتيجه مهم دست يافت كه پديده قفل شدگي فقط درحالت SAB اتفاق ميافتد و درحالت LAB احتمال وقوع پديده قفل شدگي وجود ندارد. همچنين روشهاي سولاري و به علت اينكه با استفاده از آنها نميتوان پاسخ طولي را در 6

7 ج ) ج ) ششمين كنگره ملي مهندسي عمران 6 و 7 ارديبهشت 9 دانشگاه سمنان سمنان ايران حين وقوع پديده قفل شدگي پيشبيني كرد ازدرجه اعتبار ساقط ميباشند. مثل حالت قبل نيز باصرف نظر كردن از پديده قفل شدگي روش از درجه اعتبار بالايي نسبت به روش سولاري برخوردار است[ ]. a=.8 a=. Xm ax*/h روش روش Xm ax*/h روش سولاري روش Umean/n.b Umean/(nb) (الف ( (ب) a=.4 a=. Xm ax*/h روش روش Xm ax*/h روش روش تونل Umean/n.b Umean/n.b ( (د) شكل 6 - مقايسه پاسخ طولي مدل آيروالاستيك تنها با روشهاي سولاري و درحالتSAB ضريب پاسخ تندبادمدل آيروالاستيك درحالات LAB وSAB باضرايب پاسخ تندباد حاصل از روشهاي سولاري و مقايسه شده ودر اشكال( 7 ) و (8) آورده شده است. همانطوريكه دراشكال مشاهده ميگردد ضرايب تندباد روشهاي سولاري و داراي مقاديري بيشتراز ضريب پاسخ تند باد مدل آيروالاستيك مي باشند. ازاينجا ميتوان به اين نتيجه دست يافت كه مقادير جابهجايي استاتيكي (ميانگين) حاصل از روشهاي سولاري و داراي مقادير كمتر با مقادير واقعي خود ميباشند[ ]. a=. a= Umean/n.b Umean/n.b (ب) (الف) a=.4 a= Umean/n.b Umean/n.b ( (د) شكل 7- مقايسه ضريب پاسخ تندباد طولي مدل آيروالاستيك باضرايب تندباد سولاري و درحالتLAB 7

8 ج ) ششمين كنگره ملي مهندسي عمران 6 و 7 ارديبهشت 9 دانشگاه سمنان سمنان ايران a=. a= Umean/n.b Umean/n.b (ب) (الف) a=.4 a= Umean/n,b Umean/n.b ( (د) شكل 8 -مقايسه ضريب پاسخ تندباد طولي مدل آيروالاستيك با ضرايب تندباد سولاري و درحالتSAB 6. مراجع. Ameican National Standads Institute (ANSI) A58., Washington, DC, 98.. J. E. Cemak, Applications of Fluid Mechanics to Wind Engineeing, Jounal of Fluids Engineeing, vol. 97, p. 9, Mach Wind Effects on High Rise Buildings, Symposium Poceedings, Mach 97, Nothwesten Univesity, Illinois. 4. T. Tschanz, Measuement of Total Dynamic Loads Using Elastic Models With High Natual Fequencies, in Timothy J. Reinhold ed., Wind Tunnel Modeling fo Civil Engineeing Applications. Cambidge, UK: Cambidge Univesity Pess, Timothy J. Reinhold (ed.), Wind Tunnel Modeling fo Civil Engineeing Applications. Cambidge, UK: Cambidge Univesity Pess, R. Halvoson and N. Isyumov, Compaison of Pedicted and Measued Dynamic Behavio of Allied Bank Plaza, in N. Isyumov and T. Tschanz, eds. Building Motion in Wind. New Yok: ASCE, S. K. Ghosh, Seismic and Wind Design of Concete Buildings, in Intenational Building Code. ICC Publications. 8. Fujita, T.T. (97) Poposed chaacteization of tonadoes and huicanes by aea and intensity. Repot SMRP No. 9, Univesity of Chicago, Chicago, IL. 9. Fujita, T.T. (985) The downbust. Repot on pojects NIMROD and JAWS. Published by the autho at the Univesity of Chicago, Chicago, IL.. Golige, A.M., Milfod, R.V., Adam, B.F. and Edwads, M. (997) Inkanyamba: tonadoes in South Afica. CSIR Building Technology and S.A. Weathe Bueau.. Hoecke, W.H. (96) Wind speed and aiflow pattens in the Dallas tonado of Apil, 957. Monthly Weathe Review, 88: McDonald, J.R. and Mehta, K.C. (4) A ecommendation fo an enhanced Fujita Scale. Wind Science and Engineeing Reseach Cente, Texas Tech Univesity. 8