Skip to main content
SUPERVISOR
Masood Taherioun,Milad Aminzadeh,Payam Asadi
مسعود طاهریون (استاد مشاور) میلاد امین زاده (استاد مشاور) پیام اسدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Fouladi
علیرضا فولادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Life cycle cost analysis of non-structural infills including environmental and energy effects in seismic regions
Life cycle cost analysis of non-structural infills including environmental and energy effects in seismic regions Alireza Fouladi alirezafooladi1373@gmail.com Date of Submission: 2020/4/12 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran Degree: M.Sc. Language: Farsi Supervisor: Dr. Payam Asadi, Asadi@cc.iut.ac.ir Generally, engineering design process is aimed at providing an economical case along with considering the design criteria. The life-cycle cost analysis known as an appropriate tool assessing the structural performance has been exploited to provide a stable design in the case of expecting a long serviceability longevity. In order to build an environmentally-conscious building, the environmental impacts of the entire service life must be taken into account. The analysis of life-cycle is feasible to be conducted through the assessment of structure energy consumption and the carbon produced by energy consumption as one of the main environmental hazards. Throughout the present study, the life-cycle assessment for the construction stages and the operation period for three special steel moment frame buildings considering intermediates subjected to three different seismic hazard levels has been performed. Since the incremental dynamic analysis (IDA) is defined as a method that can be hired to satisfy the seismic capacity of a structure under different possible earthquake stimulation intensities, it has been included in the life-cycle cost analysis. More to present study, life-cycle cost considering the probabilities related to different hazard levels has been examined in terms of components' cost, environmental cost and social cost. According to the model obtained from the analysis results of 9 frames modeled once with an infill and once without it, under 11 earthquake records and with the help of incremental dynamic analysis, the optimal state was obtained by observing the design criteria. 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. It is noteworthy to state that the environmental effects are also assessed by assigning a score. In order to perform the analysis, firstly, various functions of the inter-story drift, the floor maximum acceleration, and loss cost have been directly or indirectly derived. This research highlights the importance of considering the environmental aspects of structures. Moreover, the findings indicate the significant contribution of energy in the first place and social and environmental aspects in the second place in the life-cycle costs. In general, as elaborated in this study, during a 50-year average life-cycle of a building, between 75 and 80% of the total costs include energy life cycle costs, which reaches 1 to 4% for environmental costs and 1 to 2% for social costs. The presence of the infill in a 4-story structure increases 1649.6 kg of carbon dioxide equivalent in the life cycle of the building, which is equal to 3992.2 kg for the 8-story structure and 4948.8 kg for the 12-story structure. Also, as for the reduction effect of the interlayers on the drift of structures in 4 and 8-story structures is determined more than 12-storey building. Keywords Life cycle analysis, incremental dynamic analysis, loss analysis, environmental cost, energy cost
هدف هر طراحی مهندسی، به حداقل رساندن هزینه کل سازه بدون نادیده گرفتن ضوابط طراحی است. تحلیل هزینه چرخه عمر در زمانی که انتظار ‌می‌رود سازه برای مدت طولانی کارآمد باشد، به‌عنوان ابزاری مناسب برای ارزیابی عملکرد سازه به‌منظور تعیین بهترین گزینه برای دستیابی به طراحی پایدار به کار می‌رود. برای ایجاد یک ساختمان سازگار با محیط‌زیست، باید اثرات محیط‌زیستی کل دوران بهره‌برداری لحاظ شود. تحلیل چرخه‌عمر با ارزیابی انرژی مصرفی سازه و کربن تولیدی ناشی از مصرف انرژی که جزو مخاطرات اصلی محیط‌زیستی است، امکان‌پذیر می‌شود. در مطالعه حال حاضر، ارزیابی چرخه عمر برای مراحل ساخت سازه و دوران بهره‌برداری برای سه ساختمان قاب خمشی ویژه فولادی همراه با لحاظ میانقاب‌ها، تحت سه سطح خطر لرزه‌ای، انجام‌شده است. تحلیل دینامیکی افزایشی 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 گنجانده‌شده است. در این پایان‌نامه هزینه چرخه عمر با در نظر گرفتن احتمالات مربوط به سطوح خطر مختلف از جنبه‌های هزینه اجزای سازنده، محیط‌زیستی، اجتماعی و انرژی مصرفی موردبررسی قرارگرفته است و سعی شده با توجه به الگوی به‌دست‌آمده از نتایج تحلیل 9 قاب که یک‌بار با میانقاب و یک‌بار بدون آن مدل شده‌اند، تحت 11 رکورد زلزله به کمک تحلیل دینامیکی افزایشی، 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 و میزان هدر رفت انرژی را نام برد. همچنین اثرات محیط‌زیستی با اختصاص نمره نیز موردبررسی قرارگرفته است. برای انجام تحلیل ابتدا توابع مختلف جابجایی نسبی طبقه‌ای، شتاب بیشینه طبقات و هزینه‌های خسارت به‌صورت مستقیم یا غیرمستقیم برحسب مصالح مصرفی استخراج ‌شده است. این پژوهش اهمیت توجه به جنبه‌های محیط‌زیستی و انرژی یک سازه را نشان می‌دهد. نتایج نشان‌دهنده اختصاص داشتن سهم مهمی از هزینه‌های چرخه عمر در درجه اول به جنبه انرژی و در درجه ثانویه به جنبه‌های اجتماعی و محیط زیستی است. به‌طورکلی در طول چرخه عمر متوسط 50 ساله برای یک ساختمان بین 75 الی 80 درصد از کل هزینه‌ها شامل هزینه‌های چرخه عمر انرژی می‌شود، این نسبت برای هزینه‌های محیط‌زیستی به 1 الی 4 درصد و برای هزینه اجتماعی به 1 الی 2 درصد می‌رسد که در این تحقیق به‌تفصیل بیان ‌شده است. همچنین وجود میانقاب در سازه 4 طبقه باعث افزایش 6/1649 کیلوگرم کربن دی‌اکسید معادل در چرخه عمر ساختمان می‌شود که این مقدار برای سازه 8 طبقه 2/3992 کیلوگرم و برای سازه 12 طبقه 8/4948 کیلوگرم می‌شود. همچنین در نظر تأثیر کاهشی حضور میانقاب بر دریفت سازه در سازه‌های 4 و 8 طبقه بیشتر از 12 طبقه است. کلمات کلیدی تحلیل دینامیکی افزایشی، تحلیل خسارت هزینه محیط‌زیستی، میزان مصرف انرژی، تحلیل چرخه عمر، طراحی لرزه‌ای سازه‌ها.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی