مقاله درمورد دانلود ارزیابی عملکرد، دینامیکی، عدم قطعیت

دانلود پایان نامه ارشد

. همانطور که در شکل مشخص است در آنالیزهای IDA مد نظر روش FEMA P695 پارامتر تقاضای مهندسی (EDP) مورد استفاده عبارت است از نسبت دریفت میان طبقاتی حداکثر (MIDR) ثبت شده در آنالیز و پارامتر شدت زلزله (IM) نیز عبارت است از شتاب طیفی در پریود مود اول ارتعاش سازه به ازای میرائی 5% (Sa(T1,5%)) که علت تفاوت در پاسخ نیرو-تغییر مکان یک مدل سازهای یکسان هنگامی که تحت تأثیر رکوردهای زلزله مختلف قرار میگیرد ریشه در تفاوت محتوای فرکانسی این رکوردها دارد، لذا تفاوتهای ناشی از محتوای فرکانسی رکوردهای مختلف در ارزیابی عملکرد فروریزشی سازهها دخیل گشته و در نتیجه این آنالیز را تبدیل به آنالیزی مساعد جهت ظرفیت فروریزشی میانه سازهها مبدل مینماید.[12] در آنالیزهای IDA، فروریزش سازهها در دو مرحله ارزیابی میشود:
1- فرو ریزش سازهها در اثر نتایج مستقیم آنالیزهای دینامیکی که در هنگام بروز تغییر مکانهای بیش از اندازه و یا ناپایداری دینامیکی در مدلهای غیرخطی به وقع میپیوندد. (Simulated Collapse Modes)
2. ارزیابی سطح فروریزش سازهها با اعمال شرایط حدی کنترل کننده بر روی پارامتر تقاضای مهندسی (EDP) مورد استفاده در اثر اعمال مودهای فروریزش شبیهسازی نشده در مدلهای غیرخطی (Non-simulated Collapse Modes)

شکل 3-10 نمونهای از نتایج آنالیز دینامیکی افزایش (IDA)به همراه نحوه محاسبه پارامترهای مد نظر روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [12]

جهت ارزیابی فروریزش سازه در شکل (3-9) مشاهده میشود که سطح فروریزش میانه (S ̂_CT) مربوط به سازه مورد بررسی برابر با g2.8 مقدار شتاب طیفی متناظر با زمین لرزه حداکثر زلزله محتمل (MCE) یعنی SMT برابر با g1.1 میباشد لذا نسبت محدوده فروریزش (CMR) برای سازه مورد بررسی برابر است با CMR=2.8g/1.1g=2.50

3-2-10-6. استخراج منحنی آسیبپذیری فروریزش با استفاده از آنالیزهای IDA
منحنیهای آسیبپذیری فروریزش (Collapse Fragility Curves)، منحنیهایی هستند که احتمال فروریزش سازه را به ازای شدتهای مختلف زلزله ارائه میدهند. بدین منظور شتابهای طیفی متناظر با سطح فروریزش رکوردهای مختلف تعیین و سپس با اعمال یک تابع توزیع تجمعی احتمال (CDF) مانند تابع توزیع تجمعی لوگ نرمال بر روی این مجموعه دادهها مربوط به سطح فروریزش سازه، احتمال فروریزش را به ازای شتابهای طیفی محاسبه کرده و منحنی متناظر را ترسیم نمود.[16]
در شکل (3-10) منحنی آسیبپذیری فروریزش حاصله از نتایج آنالیز IDA ارائه شده در شکل (3-9) نشان داده شده است؛ به طور کلی یک منحنی آسیبپذیری فروریزش لوگ نرمال توسط دو پارامتر تعریف میشود:
1. شدت فروریزش میانه (S ̂_CT)
2. انحراف معیار لگاریتم طبیعی دسته دادههای شتاب طیفی سطح فروریزش، β_RTR [12]

شکل 3-11 منحنی آسیبپذیری فروریزش متناظر با نتایج آنالیز IDA ارائه شده در شکل 3-8

در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 جهت استخراج معیارهای مناسب برای ارزیابی عملکرد لرزهای سازهها تنها نیاز به محاسبه (S ̂_CT) میباشد چرا که بررسیها نشان دادهاند که در نظر گرفتن یک عدم قطعیت رکورد به رکورد برابر با βRTR = 0.4 منجر به ارزیابیهای صحیح از وضعیت عملکردی سازهها میگردد.[12]

3-2-10-7. محاسبه ظرفیت فروریزش میانه و نسبت محدوده فروریزش مدلهای نمونهای شاخص
طبق تعریف نسبت محدوده فرو ریزش (CMR) عبارت است از نسبت ظرفیت فروریزش میانه (S ̂_CT) به شدت زمین لرزه حداکثر زلزله محتمل (SMT) که با استفاده از رابطه زیر محاسبه میشود:
(3-18) CMR= S ̂_CT/S ̂_MT
S ̂_CT: میانه شتابهای طیفی متناظر با سطح فروریزش سازه در پریود مود اول ارتعاش سازه
S ̂_MT: شتاب طیفی متناظر با حداکثر زلزله محتمل در پریود مود اول ارتعاش سازه [12]
در راستای محاسبه SMT میبایست ابتدا پریود سازه محاسبه شود و سپس با استفاده از طیفهای بازتاب شتاب متناظر با سطح حداکثر زلزله محتمل (MCE) که در آییننامههای ساختمانی ارائه شدهاند، مقدار شتاب طیفی به ازای پریود مود اول سازه استخراج شود. در راستای محاسبه نیز میبایست از آنالیزهای دینامیکی افزایشی (IDA) استفاده شود؛ ابتدا دسته رکوردهای انتخاب جهت انجام آنالیزهای IDA مشخص میشوند. سپس طیفهای بازتاب شتاب با میرایی 5% برای تکتک رکوردهای موجود محاسبه شده و از روی این طیف مقادیر شتاب طیفی در پریود مود اول ارتعاش برای هریک از رکوردها استخراج میشود (STi). در مرحله بعد میبایست برای هر یک از رکوردها آنالیزهای IDA جامع انجام پذیرفته و شتاب طیفی متناظر با سطح فروریزش سازه محاسبه شود (SCTi). لازم به ذکر است که اگر ضریب مقیاس متناظر با سطح فروریزش سازه را SFCi بنامیم آنگاه جهت محاسبه شتاب طیفی سطح فروریزش سازه تحت رکورد زلزله مورد بررسی داریم:
(3-19) SCTi = SFCi × STi
STi: شتاب طیفی در پریود اول ارتعاش سازه برای رکورد i ام در دسته رکورد زلزله انتخابی
SFCi: ضریب مقیاس متناظر با سطح فروریزش سازه تحت تأثیر رکورد iام
SCTi: شتاب طیفی سطح فروریزش سازه در پریود مود اول ارتعاش آن تحت تأثیر رکورد iام
پس از آنکه تمامی شتابهای طیفی سطح فروریزش (SCT) مربوط به رکوردهای موجود در دسته رکورد انتخابی با انجام آنالیزهای IDA محاسبه شدند، آنگاه سطح فروریزش میانه S ̂_CT سازه مورد بررسی با استفاده از رابطه مقابل محاسبه میشود:
(3-20) S ̂_CT=Mediam (S_CTi)
S ̂_CT: شتاب طیفی سطح فروریزش میانه سازه در پریود مود اول ارتعاش آن تحت تأثیر دسته رکورد انتخابی
SCTi: شتاب طیفی با سطح فروریزش سازه تحت تأثیر رکورد iام از دسته رکورد انتخابی

3-2-11. ارزیابی عملکرد سازهها
در روش ارزیابی ارزیابی عملکرد FEMA P695، ضریب رفتار (R) مناسب با بهرهگیری از آنالیزهای غیرخطی دینامیکی و نتایج آنالیزهای پوشاور تعیین میشوند و یا لازم است از مقادیر اصلاح شدهای برای ضریب رفتار این سیستمها استفاده شود. آنگاه با در نظر گرفتن میرائی موثر سیستم مقاوم لرزهای مورد بررسی مقادیر مناسب برای ضریب بزرگنمایی تغییر مکان (Dd) مشخص میشود.[12]
در روش ارزیابی عملکرد جهت بررسی مناسب بودن مقادیر آییننامهای ضریب رفتار نخست مقادیر نسبت محدوده فروریزش برای مدلهای نمونهای مختلف با استفاده از آنالیزهای غیرخطی محاسبه میشوند و سپس این مقادیر با لحاظ نمودن اثرات شکل طیفی اصلاح میشوند. به موازات محاسبه نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده برای مدلهای نمونهای، مقادیر نسبت محدوده فروریزش مجاز با ارزیابی عدم قطعیتهای مختلف موثر در پروسه ارزیابی عملکرد مدل نمونهای مورد بررسی، از جمله عدم قطعیتهای مربوط به کیفیت الزامات آییننامهای و دادههای آزمایشگاهی برای سیستم سازهای و عدم قطعیت مربوط به کیفیت مدلهای غیرخطی محاسبه میشود و در پایان میتوان با مقایسه مقادیر نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده با مقادیر نسبت محدوده فروریزش مجاز به نتیجه نهایی در خصوص قابل قبول بودن و یا مردود بودن مقادیر ضریب رفتار پیشنهادی آییننامهها برای سیستم مقاوم لرزهای مورد بررسی دست یافت. گامهای اصلی این پروسه به قرار زیر میباشند:[12]
1. محاسبه مقادیر ضرایب اضافه مقاومت (0Ω) و شکلپذیری مبتنی بر پریود (Tμ) و نسبت محدوده فروریزش (CMR) مدلهای نمونهای با استفاده از آنالیزهای دینامیکی غیرخطی.
2. محاسبه نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده برای هریک از مدلهای نمونهای با در نظر گرفتن ضرایب شکل طیفی (SSF) که مقدار این ضرایب وابسته به پریود مود اول سازه (Ti) و شکلپذیری مبتنی بر پریود (Tμ) میباشد.
3. محاسبه میزان عدم قطعیت کل موثر در ارزیابی فروریزش سیستم سازهای مورد بررسی (Totβ).
4. محاسبه مقادیر نسبت محدوده فروریزش مجاز (ACMR10% , ACMR20%)
5. ارزیابی قابل پذیرش بودن مقادیر نسبت محدوده فروریزش مجاز (ACMR) برای هر مدل نمونهای و در نتیجه ارزیابی قابل قبول مقادیر ضریب رفتار (R) پیشنهادی آییننامهها برای سیستم سازهای مورد بررسی.
6. ارزیابی مقادیر ضریب اضافه مقاومت (0Ω) و ضریب بزرگنمایی تغییر مکان (Cd) برای سیستم مورد بررسی.
اگر مشخص شود که مقادیر نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده کوچکتر از مقادیر نسبت محدوده فروریزش مجاز هستند، آنگاه نتیجهگیری خواهد شد که سیستم مقاوم لرزهای مورد بررسی اهداف عملکردی را ارضا ننموده است و لذا میبایست با اعمال پارهای اصلاحات مجدداً تعریف شده و مورد ارزیابی عملکرد قرار بگیرد و در حالت کلی تعریف مجدد یک سیستم سازهای به دو طریق مقدور است:
– اصلاح الزامات آییننامهای مربوط
– انتخاب مقادیر جدید برای ضرایب عملکرد لرزهای سیستم مورد بررسی [12]

3-2- 11-1. معیار ارزیابی گروههای عملکردی و مدلهای نمونهای شاخص
ارزیابی صحت مقادیر ضرایب عملکردی از طریق ارزیابی قابل قبول بودن عملکرد لرزهای گروههای عملکردی صورت میپذیرد و نه مدلهای نمونهای شاخص به صورت منفرد. بدین منظور ابتدا برای تمامی مدلهای نمونهای شاخص مقادیر نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده محاسبه شده و سپس از مقدار میانگین نسبتهای محدوده فروریزش اصلاح شده برای مدلهایی که در داخل یک گروه عملکردی قرارداد به عنوان نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده آن گروه عملکردی استفاده میگردد. مطابق با روش FEMA P695، اگر مقادیر نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده در تمامی گروههای لرزهای بیشتر از مقدار مجاز باشند آنگاه ضریب رفتار (R) اولیه (آییننامهای) انتخابی برای سیستم مقاوم لرزهای مورد بررسی مناسب میباشد. مقدار ضریب اضافه مقاومت (0Ω) مربوط به سیستم سازهای نیز بر مبنای بزرگترین مقدار اضافه مقاومت مربوط به گروههای عملکردی مختلف محاسبه خواهد شد.[12]
بدین ترتیب گروه عملکردی حاکم جهت ارزیابی صحت مقدار آییننامهای ضریب رفتار (R) برای یک سیستم سازهای گروهی است که دارای کوچکترین مقدار نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده باشد و گروه عملکردی حاکم جهت محاسبه مقدار ضریب اضافه مقاومت (0Ω) برای یک سیستم سازهای نیز گروهی است که دارای بزرگترین مقدار ضریب اضافه مقاومت باشد. لازم به ذکر است که گروههای عملکردی حاکم در ارزیابی ضریب رفتار و محاسبه ضریب اضافه مقاومت میتوانند متفاوت از هم باشند.[12]
در روش FEMA P695 با وجود آن که ارزیابی گروههای عملکردی نقش کلیدی را در ارزیابی سیستمهای سازهای ایفا میکند ولی ارزیابی عملکرد مدلهای نمونهای شاخص به صورت مجزا نیز تا حدودی دارای اهمیت میباشد چرا که ممکن است عملکرد لرزهای برخی از مدلهای نمونهای به میزان قابل ملاحظهای ضعیفتر از عملکرد متوسط آن سیستم سازهای باشد فلذا لازم است این مدل نمونهای شناسایی شوند و تهمیدات مربوط به اصلاح عملکرد لرزهای آنها اندیشیده شوند. در این راستا میتوان از راه حلهای زیر استفاده نمود:
1. در نظر گرفتن ضرایب عملکرد لرزهای محافظهکارانهتر (یعنی ضرایب رفتار کوچکتر) برای مدل نمونهای شاخص با عملکرد لرزهای ضعیف.
2. اصلاح الزامات آییننامهای به نحوی که عملکرد لرزهای مدل نمونهای مزبور بهبود یابد.
3. حذف نمودن مدل نمونهای ضعیف از فضای طراحی مربوط به سیستم مقاوم لرزهای مورد بحث (برای مثال اعمال محدودیتهای ارتفاعی برای آن سیستم).[12]
در صورتی که برای هریک از سیستمهای مقاوم لرزهای مقادیر ضرایب عملکرد لرزهای اصلاح شوند و یا الزامات آییننامهای تغییر یابند آنگاه لازم است پروسه ارزیابی عملکرد بر روی سیستم مقاوم لرزهای اصلاح شده مجدداً صورت پذیرفته و عملکرد لرزهای آن مورد تحقیق واقع شود.

3-2-12. مقادیر قابل قبول احتمال فروریزش سازهها در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695
در راستای ارزیابی عملکرد گروههای عملکردی مقدار احتمال فروریزش تحت حداکثر زلزله محتمل (MCE) محدود به مرز 10% در نظر گرفته شده است، لذا سیستمهای سازهای دارای عملکرد لرزهای مطلوب میباشند که احتمال فروریزش تمامی گروههای عملکردی انتخابی برای آنها کوچکتر از 10% باشد. علاوه بر این در راستای ارزیابی عملکرد مدلهای نمونهای شاخص به صورت مجزا نیز مقدار احتمال فروریزش تحت حداکثر زلزله محتمل (MCE) محدود به مرز 20% انتخاب شده است.[12]

3-2- 12-1. نسب

پایان نامه
Previous Entries مقاله درمورد دانلود ارزیابی عملکرد، دینامیکی، زمین لرزه Next Entries مقاله درمورد دانلود عدم قطعیت، ارزیابی عملکرد، انحراف معیار