مقاله درمورد دانلود عدم قطعیت، ارزیابی عملکرد، انحراف معیار

دانلود پایان نامه ارشد

ت محدوده فروریزش اصلاح شده
مقادیر نسبت محدوده فروریزش تا حدودی زیادی وابسته به محتوای فرکانسی یا همان شکل طیفی دسته رکوردهای زلزله انتخابی جهت ارزیابی عملکرد سازهها میباشند. در راستای لحاظ نمودن اثرات شکل طیفی در ارزیابی عملکرد مدلهای نمونهای لازم است ضرایبی تحت عنوان ضرایب شکل طیفی بر مقادیر نسبت محدوده فروریزش اعمال شده و مقادیر نسبت محدوده اصلاح شده (ACMR) محاسبه شوند.
(3-21) ACMRi = SSFi × CMRi
SSFi : ضریب شکل طیفی مدل نمونهای iم
CMRi : نسبت محدوده فروریزش اولیه مدل نمونهای iم
ACMRi: نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده مدول نمونهای iم

3-2- 12-2. ضرایب شکل طیفی
ضرایب شکل طیفی تابع پریود مود اول ارتعاش سازه (T1)، شکلپذیری مبتنی بر پریود (Tμ) و سطح لرزهخیزی مبنای طراحی مدلهای نمونهای شاخص میباشند. مقادیر این ضرایب برای مناطق با لرزهخیزی (کم B، متوسط C و زیاد Dmin) در جدول (3-7) و برای مناطق با لرزهخیزی خیلی زیاد Dmax در جدول (3-8) ارائه شدهاند.

جدول 3-7 مقادیر ضریب اثر شکل طیفی برای سازههای در سطوح لرزهخیزی کم، متوسط و زیاد[12]
Period-Based Ductility, µT
T (sec)
8≤
6
4
3
2
1.5
1.1
1.0

1.14
1.12
1.09
1.08
1.06
1.04
1.02
1.00
0.5≥
1.16
1.13
1.11
1.09
1.07
1.05
1.02
1.00
0.6
1.18
1.15
1.12
1.10
1.08
1.06
1.03
1.00
0.7
1.20
1.17
1.14
1.11
1.08
1.06
1.03
1.00
0.8
1.22
1.19
1.15
1.13
1.09
1.07
1.03
1.00
0.9
1.25
1.21
1.17
1.14
1.10
1.08
1.04
1.00
1.0
1.27
1.23
1.18
1.15
1.11
1.08
1.04
1.00
1.1
1.30
1.25
1.20
1.17
1.12
1.09
1.04
1.00
1.2
1.32
1.27
1.22
1.18
1.13
1.10
1.05
1.00
1.3
1.35
1.30
1.23
1.19
1.14
1.10
1.05
1.00
1.4
1.37
1.32
1.25
1.21
1.15
1.11
1.05
1.00
1.5≤

جدول 3-8 مقادیر ضریب اثر شکل طیفی برای سازههای در سطوح لرزهخیزی خیلی زیاد [12]
Period-Based Ductility, µT
T(sec)
8≤
6
4
3
2
1.5
1.1
1.0

1.33
1.28
1.22
1.18
1.13
1.1
1.05
1.00
0.5≥
1.36
1.3
1.24
1.2
1.14
1.11
1.05
1.00
0.6
1.38
1.32
1.25
1.21
1.15
1.11
1.06
1.00
0.7
1.41
1.35
1.27
1.22
1.16
1.12
1.06
1.00
0.8
1.44
1.37
1.29
1.24
1.17
1.13
1.06
1.00
0.9
1.46
1.39
1.31
1.25
1.18
1.13
1.07
1.00
1.0
1.49
1.41
1.32
1.27
1.19
1.14
1.07
1.00
1.1
1.52
1.44
1.34
1.28
1.2
1.15
1.07
1.00
1.2
1.55
1.46
1.36
1.29
1.21
1.16
1.08
1.00
1.3
1.58
1.49
1.38
1.31
1.22
1.16
1.08
1.00
1.4
1.61
1.51
1.4
1.32
1.23
1.17
1.08
1.00
1.5≤

3-2- 13. عدم قطعیت کل در ارزیابی فروریزش سیستمهای مقاوم لرزهای
در پروسه ارزیابی عمکلرد فروریزشی سیستمهای سازهای هرچه میزان عدم قطعیت در ارزیابی عملکرد یک سیستم بیشتر باشد آنگاه میبایست مقادیر نسبت محدوده فروریزش مربوط به آن سیستم بزرگتر باشند تا احتمال فروریزش سیستم تحت تأثیر حداکثر زلزله محتمل (MCE) همچنان به میزان کافی کوچک باقی بماند. منابع عدم قطعیت اصلی عبارتاند از:
1. عدم قطعیت رکورد به رکورد (βRTR)
2. عدم قطعیت الزامات طراحی آییننامهای (βDR)
3. عدم قطعیت دادههای آزمایشگاهی (βTD)
4. عدم قطعیت مدلسازی (βMDL)
عدم قطعیت رکورد به رکورد در اثر تفاوت در پاسخ سازههای یکسان هنگامی که در معرض رکوردهای زلزله مختلف قرار میگیرند، ایجاد میشود. تفاوت در رفتار نیرو-تغییر مکان یک سازه مشخص وقتی در معرض زلزلههای مختلف دسته رکورد حوزه دور قرار گرفته است، ناشی از دو عامل میباشد:
– تفاوت در محتوای فرکانسی و خصوصیات دینامیکی رکوردهای مختلف
– تفاوتها در نحوه انتخاب رکوردها به عنوان دسته رکورد مبنای ارزیابی عملکرد سازهها.
مقادیر عدم قطعیت رکورد به رکورد (βRTR) برای دسته رکوردهای مختلف معمولاً بین 35/0 الی 45/0 متغیر میباشد. لذا در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 جهت دستیابی به معیارهای ارزیابی عملکرد سیستمهای مقاوم لرزهای فرض میشود مقادیر عدم قطعیت رکورد به رکورد (βRTR) برابر با 4/0 باشد؛ البته این مقدار برای سیستمهای سازهای شکلپذیر مانند سیستم قاب خمشی ویژه مناسب میباشند و در صورتی که هدف ارزیابی عملکرد سیستمهای سازهای با شکل پذیری کم باشد، آنگاه مقادیر βRTR معمولا کمتر بوده و از رابطه زیر محاسبه میشوند:[12]
(3-22) β_RTR=0.1+0.1 μT ≤0.4 . β_RTR≥0.2
یکی از منابع تولید کننده عدم قطعیت در پروسه ارزیابی عملکرد سازههای مختلف، عدم قطعیتی مرتبط با کیفیت الزامات طراحی (βDR) لحاظ شده برای هریک از سیستمهای سازهای که دارای ارزش (A) بسیار عالی و (D) ضعیف میباشد که نحوه تعیین آن در جدول (3-9) ارائه شده است. دو پارامتر اصلی موثر در ارزشگذاری کیفیت الزامات طراحی عبارتاند از:
1. میزان کامل بودن و مطمئن بودن الزامات طراحی
2. میزان اطمینان در استخراج معادلات طراحی ارائه شده در آییننامه.[12]
علاوه بر کیفیت الزامات طراحی، یکی دیگر از منابع تولید کننده عدم قطعیت در پروسه ارزیابی عملکرد سازهها، عدم قطعیت ناشی از کیفیت دادههای آزمایشگاهی موجود برای سیستم سازهای میباشد. کیفیت دادههای آزمایشگاهی دارای ارزش (A) بسیار عالی الی (D) ضعیف میباشد که نحوه تعیین آن در جدول (3-10) ارائه شده است. که دو پارامتر اصلی موثر عبارتند از:
1. میزان کامل بودن و مطمئن بودن مجموعه برنامه تحقیقات آزمایشگاهی
2. میزان اطمینان به نتایج تستهای آزمایشگاهی.[12]
ارزشگذاری کیفی مدلهای غیر خطی (βMDL) ، یکی دیگر از منابع عدم قطعیت میباشد که با استفاده از آنالیزهای دینامیکی افزایشی شدت زمین لرزه میانهای که منجر به فروریزش یک سیستم مقاوم لرزهای میشود، تعیین میگردد؛ که اگر در پروسه ارزیابی عملکرد از مدلهای غیرخطی استفاده میشود که نسبت به پاسخ میانه اجزای سازهای آن کالیبره نشده باشند، آنگاه نمیتوان انتظار داشت که آنالیزهای دینامیکی افزایش چندین رکورده بر روی این مدلهای غیر خطی بتوانند نتایج مطلوبی در زمینه ارزیابی ظرفیت فروریزش میانه مدلهای نمونهای شاخص و در نتیجه کل سیستم مقاوم لرزهای فراهم نمایند.[12]
مطابق با جدول (3-11) کیفیت مدلهای غیر خطی مابین کیفیت بسیار عالی (A) و کیفیت ضعیف (D) متغیر میباشند، که کیفیت مدلهای غیر خطی وابسته به دو فاکتور عمده میباشد:
1. میزان اطمینان و دقت مدلها: بدان معنا که مدلهای غیر خطی با چه میزان دقتی رفتار فروریزشی سازهها را چه از طریق مودهای فروریزش شبیهسازی و چه شبیهسازی نشده ارائه میدهند.
2. نحوه لحاظ نمودن خصوصیات فروریزشی سازهها: بدان معنا که با چه کیفیتی مدلهای غیرخطی قادرند خصوصیات رفتاری اجزای سازهای را که بر فروریزش سازهها موثرند لحاظ نمایند.[12]
مقادیر کمّی مربوط به میزان عدم قطعیت متناظر با کیفیت مدلسازی به شرح زیر میباشند:
(A) عالی و βDR = 0.10 (B) خوب و βDR = 0.20
(C) متوسط و βDR = 0.35 (D) ضعیف و βDR = 0.50
جدول 3-9 ارزشگذاری کیفیت الزامات طراحی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [12]
میزان اطمینان در تدوین الزامات آییننامهای
میزان صحت و کامل بودن الزامات طراحی
عالی
متوسط
ضعیف
عالی (میزان بسیار بالا در برابر مدهای فروریزش پیشبینی نشده، تمامی مسائل تضمین کیفیت طراحی لحاظ شده است)
(A) عالی
βDR = 0.10
(B) خوب
βDR = 0.20
(C) متوسط
βDR = 0.35
متوسط (میزان ضریب اطمینان منطقی در برابر مدهای فروریزش پیشبینی نشده، اکثر مسائل تضمین کیفیت طراحی لحاظ شده است)
(B) خوب
βDR = 0.20
(C) متوسط
βDR = 0.35
(D) ضعیف
βDR = 0.50
ضعیف (میزان ضریب اطمینان در برابر مدهای فروریزش پیشبینی نشده ناکافی است، اکثر مسائل تضمین کیفیت طراحی لحاظ نشده است)
(C) متوسط
βDR = 0.35
(D) ضعیف
βDR = 0.50

جدول 3-10 ارزشگذاری کیفیت دادههای آزمایشگاهی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695
میزان اطمینان در تدوین الزامات آییننامهای
میزان صحت و کامل بودن الزامات طراحی
عالی
متوسط
ضعیف
عالی (تمامی دادههای آزمایشگاهی مورد نیاز جهت درک کامل رفتار مصالح، اجزای سازهای، اتصالات و کل سیستم سازهای فراهم باشد)
(A) عالی
βDR = 0.10
(B) خوب
βDR = 0.20

(C) متوسط
βDR = 0.35

متوسط (دادههای آزمایشگاهی کافی جهت درک عمومی رفتار مصالح، اجزای سازهای، اتصالات و کل سیستم سازهای وجود دارد)
(B) خوب
βDR = 0.20
(C) متوسط
βDR = 0.35

(D) ضعیف
βDR = 0.50

ضعیف ( دادههای آزمایشگاهی اندکی جهت درک عمومی رفتار مصالح، اجزای سازهای، اتصالات و کل سیستم سازهای وجود دارد )
(C) متوسط
βDR = 0.35

(D) ضعیف
βDR = 0.50

جدول 3-11 ارزشگذاری کیفیت مدلهای غیر خطی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [1]
میزان اطمینان در تدوین الزامات آییننامهای
میزان صحت و کامل بودن الزامات طراحی
عالی
متوسط
ضعیف
عالی (مدلهای شاخص فضای طراحی سیستم سازهای را بطور کامل پوشش داده و مدلهای غیرخطی تمامی مدهای فروریزشی را شبیهسازی میکنند)
(A) عالی
βDR = 0.10
(B) خوب
βDR = 0.20

(C) متوسط
βDR = 0.35

متوسط (مدلهای شاخص بخش متداول فضای طراحی سیستم سازهای را پوشش داده و مدلهای غیرخطی مدهای فروریزشی اصلی را شبیهسازی میکنند )
(B) خوب
βDR = 0.20
(C) متوسط
βDR = 0.35

(D) ضعیف
βDR = 0.50

ضعیف ( مدلهای شاخص و مدلهای غیرخطی در پوشش بخش متداول فضای طراحی سیستم سازهای و شبیهسازی مدهای فروریزشی اصلی ناکارآمد میباشند)
(C) متوسط
βDR = 0.35

(D) ضعیف
βDR = 0.50

3-2- 14. ترکیب منابع عدم قطعیت در ارزیابی عملکرد فروریزشی سازهها
در راستای به دست آوردن منحنی آسیبپذیری فروریزش برای مدلهای نمونهای شاخص مختلف لازم است مقادیر دو پارامتر مشخص شوند:
1. شتاب طیفی میانه متناظر با سطح فروریزش سازه در پریود مداومی سازه (S ̂_CT ).
2. میزان عدم قطعیت کل موثر در پروسه ارزیابی عملکرد سیستم سازهای (یا مدل نمونهای) مورد نظر (β_Tot).
منحنی آسیبپذیری فروریزش برای یک مدل نمونهای شاخص با استفاده از یک متغیر تصادفی تحت عنوان SCT تعریف میشود، مقدار این متغیر از ضرب شتاب طیفی میانه متناظر با سطح فروریزش (S ̂_CT ) در متغیر تصادفی Tolλ به دست میآید:[12]
(3-23) S_CT=S ̂_CT,λ_Tot
در این رابطه Tolλ برابر است با یک توزیع لگ نرمال با مقدار میانگین یک و انحراف معیار Tolβ که از رابطه زیر محاسبه میشود:
(3-24) λ_Tol=λ_RTR,λ_DR,λ_TD,λ_MDL
در رابطه فوق پارامترهای DRλ، TDλ، TRTλ، MDLλ، مستقل از هم میباشند و دارای یک توزیع لگ نرمال با مقدار میانگین 1 و انحراف معیارهایی به ترتیب برابر با DRβ، TDβ، RTRβ و MDLβ میباشند. و چون این پارامترها به لحاظ آماری مستقل از هم میباشند لذا مقدار انحراف معیار کل (Tolβ) در توزیع لگ نرمال مربوط به رابطه (3-24) برابر است با
(3-25) β_Tot=√((β_RTR^2+β_DR^2+β_MDL^2+β_TD^2 ) )
در این رابطه داریم:
Tolβ: عدم قطعیت کل در ارزیابی فروریزش سازه (356/0-275/0)
RTRβ: عدم قطعیت رکورد به رکورد (4/0-2/0)
DRβ: عدم قطعیت الزامات طراحی (5/0-2/0)
TDβ: عدم قطعیت دادههای آزمایشگاهی (5/0-1/0)
MDLβ: عدم قطعیت مدلسازی (5/0-9/0)
رابطه جهت ترسیم منحنی آسیبپذیری فروریزش برای یک مدل نمونهای شاخص برابر است با:[16]
(3-26) P_collapse(S_T,S ̂_CT.β_Tot ) =Φ((L_n 〖(S〗_T)-L_n (S ̂_CT ))/β_Tot )
ST: شتاب طیفی
Φ: تابع توزیع تجمعی احتمال توزیع نرمال استاندارد
Pcollapse: احتمال فروریزش سازه به ازای شتاب طیفیای برابر با ST

3-2- 15. محاسبه مقادیر عدم قطعیت کل در ارزیابی عملکرد سیستمهای سازهای مختلف
همانطور که اشاره شد، میزان عدم قطعیت کل (Tolβ) با استفاده از رابطه (3-25) محاسبه میشود. در این راستا لازم است ابتدا کیفیت الزامات

پایان نامه
Previous Entries مقاله درمورد دانلود ارزیابی عملکرد، دینامیکی، عدم قطعیت Next Entries مقاله درمورد دانلود عدم قطعیت