Skip to main content
SUPERVISOR
Masood Taherioun,Payam Asadi
مسعود طاهریون (استاد راهنما) پیام اسدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Arezoo Nouri Alavijeh
آرزو نوری علویجه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

..Life cycle analysis of reinforced concrete frames under seismic risk including the environmental costs
The aim of any engineering design is to minimize the total cost of the structure without compromising the functional requirements. In this way, the utility of the structure to the users in particular and to the society in general, will be maximized. Life-cycle cost analysis is recognized as the only suitable tool for assessing the structural performance in order to determine the best investment option and achieve the optimal techno-economic status of a structure when the structure is expected to be functional for a long period of time. In order to create an environmentally-conscious building, the environmental impacts of the entire service life must be known. In the current study, life cycle assessment for construction and operating stages of a two-dimensional reinforced concrete frame of an office building under seismic hazards has been carried out. Incremental dynamic analysis (IDA) is a method that can be used to satisfy the seismic capacity of a structure under different possible earthquake stimulation intensities, so this method is included in the life-cycle cost analysis. In this thesis, life-cycle cost considering the probabilities related to different hazard levels has been examined in terms of components' cost, environmental cost and social cost. Moreover, an optimized mode with regard to design criteria has been drawn with respect to the pattern obtained from the analysis of fifteen frames under 14 earthquake records with the help of incremental dynamic analysis. The most important environmental costs of this study include the cost of air pollutants, the potential of global warming, fossil fuel depletion, water intake and human health. Environmental effects are also assessed by assigning a score. At the end of the research, various optimization goals are defined. In order to perform optimization measures, first, the various functions of the interstory drift, the floor maximum acceleration, and loss cost were directly or indirectly extracted according to the consumable materials, then according to the design constraints proposed in the allowed range, the optimization has been done. This research shows the importance of considering the environmental aspects of a structure. The results indicate the significant contribution of social and environmental aspects in the life cycle costs. Results also show a reduction in the life-cycle cost of some scenarios, including B3, B5, A5, and A8, despite increasing initial costs. According to the results, the environmental cost of weak and strong structures contributes about 19.70% and 21.44% of the initial costs respectively. On average, 20.32% of the initial costs are environmental costs. Also, in the loss costs section, environmental costs contribute from about 10.26% in weak structures to about 12.48% in strong structures.
هدف هر طراحی مهندسی، به حداقل رساندن هزینه کل سازه بدون نادیده گرفتن ضوابط طراحی است. به این طریق کارایی سازه هم برای کارفرمایان و هم برای سایر افراد جامعه افزایش می‌یابد. تحلیل هزینه چرخه عمر [1] زمانی که انتظار می‌رود سازه برای مدت زمان طولانی کارآمد باشد، به عنوان تنها ابزار مناسب برای ارزیابی عملکرد سازه به منظور تعیین بهترین گزینه سرمایه‌گذاری و دستیابی به حالت بهینه فنی-اقتصادی یک سازه به کار می­رود. برای ایجاد یک ساختمان سازگار با محیط‌زیست، باید اثرات محیط‌زیستی کل دوران بهره‌برداری شناخته شود. در مطالعه حال حاضر، ارزیابی چرخه عمر برای مراحل ساخت سازه و دوران بهره‌برداری برای یک قاب بتنی مسلح دوبعدی با کاربری ساختمانی اداری تحت خطر لرزه­ای انجام شده است. تحلیل دینامیکی پیش‌رونده روشی است که می‌تواند برای برآوردن ظرفیت لرزه‌ای یک سازه تحت شدت­های مختلف محتمل تحریک زلزله استفاده شود، بنابراین این روش در تحلیل هزینه چرخه عمر گنجانده شده است. در این پایان­نامه هزینه چرخه عمر با در نظر گرفتن احتمالات مربوط به سطوح خطر مختلف از جنبه‌های هزینه اجزای سازنده، محیط‌زیستی و اجتماعی مورد بررسی قرار گرفته است و سعی شده با توجه به الگوی به دست آمده از نتایج تحلیل پانزده قاب تحت 14 رکورد زلزله به کمک تحلیل دینامیکی پیش‌رونده، حالت بهینه با رعایت ضوابط طراحی به دست آید. از مهم‌ترین هزینه‌های مطرح محیط‌زیستی در این پژوهش می‌توان هزینه آلودگی هوا، پتانسیل گرم شدن زمین، کاهش منابع سوخت، مصرف آب و سلامت انسان‌ها را نام برد. همچنین اثرات محیط‌زیستی با اختصاص نمره نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در انتهای پژوهش اهداف مختلف بهینه‌سازی تعریف شده است. برای انجام اقدامات بهینه‌سازی ابتدا توابع مختلف جابجایی نسبی طبقه‌ای، شتاب بیشینه طبقات و هزینه‌های خسارت به‌صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر حسب مصالح مصرفی استخراج شده است، سپس با توجه به قیود طراحی مطرح شده در بازه مجاز بهینه‌سازی انجام پذیرفته است. این پژوهش اهمیت توجه به جنبه های محیط زیستی یک سازه را نشان می دهد. نتایج نشان دهنده اختصاص داشتن سهم مهمی از هزینه های چرخه عمر به جنبه های اجتماعی و محیط زیستی است. همچنین کاهش هزینه چرخه عمر برخی از سناریوها از جمله B3، B5،A5 و A8 با وجود افزایش هزینه­های اولیه است. با توجه به نتایج به دست آمده هزینه محیط‌زیستی در سازه‌های ضعیف حدود 70/19 درصد و در سازه‌های قوی تا حدود 44/21 درصد هزینه‌های اولیه را به خود اختصاص داده است. به‌طور میانگین 32/20 درصد از هزینه‌های اولیه را هزینه محیط‌زیستی تشکیل می‌دهد. همچنین در بخش هزینه‌های خسارت، از حدود 26/10 درصد در سازه‌های ضعیف تا حدود 48/12 درصد در سازه‌های قوی به هزینه‌های محیط‌زیستی اختصاص دارد. واژگان کلیدی تحلیل چرخه عمر، تحلیل دینامیکی پیش‌رونده، تحلیل خسارت، هزینه محیط‌زیستی. [1] Life-Cycle Cost Analysis (LCCA)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی