منابع پایان نامه ارشد درباره دینامیکی، مقررات ملی، زمین لرزه

دانلود پایان نامه ارشد

ناتوان است از این رو استفاده از این روشها موقعی که مودهای بالا اثر زیادی بر رفتار سازه ندارند مفیدترند.

شکل 2-34- منحنی ظرفیت (برش پایه در برابر جابجایی بام)

دستورالعمل فما – 356 استفاده از 2 نوع توزیع ثابت را پیشنهاد مینماید تا بتوان اثرات تغییر توزیع نیرو بر ساختمان را با دقت بیشتری بررسی نمود روش دیگر تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی میباشد.
این روش که یک روش در حال تکامل است، طبیعیترین روش تحلیل سازگار با رفتار فیزیکی سازهها حین زمین لرزه میباشد لیکن این روش با مشکلاتی مواجه است. یکی از این مشکلات استفاده از شتاب نگاشتها به دلیل محدودیت تعداد حداقل مورد نیاز و انتخاب شتاب نگاشتهای سازگار با شرایط چشمهی لرزهای منطقه میباشد، لازمه متوسط گیری آماری انتخاب شتاب نگاشتهای منتخب در هر یک از سطوح خطر است از دیگر مشکلات عدم امکان متوسط گیری چند شتاب نگاشت در یک ساختگاه است این در حالی است که این نوع متوسط گیری آماری به طیف به سهولت قابل اعمال است از این رو طراحی براساس طیف جایگزین روش تاریخچه زمانی میشود که حاصل آن روشهای سادهای مانند استاتیکی معادل است به بیانی مسئله دینامیکی که وابسته به زمان است به استاتیکی که مستقل از زمان است تبدیل میشود. آنچه آشکار است طیف طراحی نمیتواند تمامی خصوصیات شتاب نگاشت (مانند محتوی فرکانسی، فاز، مدت زلزله) را نمایش دهد. باید توجه شود که اصولاً در تحلیلهای غیرخطی لازم است با مکانیزم شکست کلی سازه و خصوصیات غیرخطی اعضاء اصلی سازه آشنایی داشته باشیم، رفتار اعضاء سازه با توجه به نوع تلاشهای داخلی آنها یا کنترل شونده توسط تغییر شکل (یعنی هم از ظرفیت نیرویی و هم از ظرفیت تغییر شکل عضو جهت مقابله با نیروها استفاده میشود) یا کنترل شونده توسط نیرو میباشد (یعنی تنها از ظرفیت نیرویی آنها برای مقابله با نیروها استفاده میشود) رفتار واقعی اعضاء در طول زلزله به صورت چرخهای میباشد ولی جهت استفاده در تحلیل استاتیکی غیرخطی از پوش حداکثر مقادیر استفاده میشود.
در صورت استفاده از روشهای غیرخطی، ظرفیت اعضاء کنترل شونده توسط تغییر شکل براساس تغییر شکلهای غیرخطی مجاز (یعنی معیارهای پذیرش IO و LS و CP که در ضریب آگاهی نیز ضرب شدهاند) و ظرفیت اجزاء کنترل شونده توسط نیرو براساس کرانه پایین ظرفیت که در ضریب آگاهی ضرب شدهاند تعیین میشوند در این پروژه که مصالح و اجزاء جدید به کار برده میشود از ضریب آگاهی 1=K استفاده میشود.
در اینجا اشاره به نکتهی ذیل جالب توجه است استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی وقتی به تنهایی مجاز است که اثر مودهای بالاتر در پاسخ سازه ناچیز باشد اگر برش حاصل از تحلیل دینامیکی خطی طیفی با منظور نمودن 90% جرم مؤثر در محاسبه زلزله حداقل در یکی از طبقههای ساختمان 30% بیشتر از برش حاصل از مود اول در آن طبقه باشد باید در کنار این روش از تحلیل دینامیکی خطی هم استفاده نمود. در این صورت معیارهای پذیرش در روش دینامیکی خطی برای اعضاء تغییر شکلی (ضریب m) بایستی در ضریب 33/1 ضرب شود کنترل این بند برای سازههای منظم با زمان تناوب بالای 1 ثانیه و یا سازههای نامنظم الزامی است در هر جا که نیاز به کنترل ضوابطی برای روشهای دینامیکی خطی و استاتیکی غیرخطی میباشد اول باید تحلیل دینامیکی خطی طیفی انجام شود و سپس تحلیل استاتیکی غیرخطی انجام شود بطور کلی لازم است تا ساختمان به صورت 3 بعدی مدل شود اما در موارد زیر میتوان از مدلسازی دو بعدی نیز استفاده کرد.
1- در سازههای با دیافراگم صلب در صورتی که اثرات پیچش مطابق ضوابط مربوطه لحاظ شود.
2- در سازههای با دیافراگم نرم به طوریکه سهم بار جانبی هر قاب با توجه به مقدار بار ثقلی آن قاب تعیین شود.
3- در سازههای با دیافراگم نیمه صلب به طوریکه سهم بار جانبی هر قاب با توجه به اثر تغییر شکل دیافراگم، مقدار سختی آن و نیز منظور نمودن اثرات پیچش در آن باشد. در صورتی که نسبت حداکثر تغییر مکان افقی در یکی از طبقات به تغییر مکان افقی مرکز جرم آن طبقه بزرگتر از 5/1 باشد (5/1 //) ضروریست آن سازه به صورت سه بعدی مدلسازی شود.
در تحلیلهای استاتیکی غیرخطی در صورتیکه از مدلسازی دوبعدی استفاده شود. تغییر مکانهای هدف باید در ضریب ه ضرب شود.

شکل 2-35- آشنایی با بخش های مختلف منحنی ظرفیت

در تحلیلهای دینامیکی غیرخطی در صورتیکه از مدلسازی دوبعدی استفاده شود. دامنه شتاب نگاشتهای زلزله باید در ضریب ه ضرب شود.
در تحلیلهای خطی باید نیروها و تغییر شکلها در حداکثر مقدار ه طبقات ضرب شوند. لازم به ذکر است اثر P-P در تحلیل غیرخطی باید با لحاظ نمودن سختی هندسی و مدل رفتار غیرخطی تمام اعضاء باربر محوری در مدل سازه اعمال شود.
در تحلیل استاتیکی خطی و غیرخطی طبق دستورالعمل فما 356 از دو ترکیب بار زیر جهت اعمال بار ثقلی به سازه استفاده میشود.
(2-64)
(2-65)
که QD بار مرده و QL بار زنده مؤثر طبق مبحث ششم مقررات ملی میباشند. در روشهای غیرخطی اثرات ناشی از کاهش مقاومت کششی اعضاء قائم سیستم باربر جانبی سازه ناشی از اندر کنش در مدلسازی اعضای سیستم مدنظر قرار داده شود. چنانچه در یکی از طبقات ساختمان مقاومت کششی اعضای قائم تحت اثر نیروی زلزله کاسته شود. باید سایر اعضای سازه توانایی انتقال و تقسیم مجدد بارها و تغییر مکانهای حاصل را دارا باشند، از توضیحات بالا میتوان نتیجه گرفت که کنترل واژگونی در تحلیل استاتیکی غیرخطی با کنترل معیارهای پذیرش برای اعضایی که در گام نظیر تغییر مکان هدف تحت کشش قرار گرفته و همچنین کنترل بلندشدگی در تراز پی صورت میگیرد. هدف از تحلیل سازهها تعیین مقادیر تقاضا (تنش)، جابهجایی و … تحت اثر بارهای وارده و مقایسه این مقادیر با ظرفیت اعضاء میباشد یکی از روشهای تحلیل روش بار افزون میباشد.

2-3-19-2-1- گامهای تحلیل بار افزون (پوشآور)
گامهای تحلیل بار افزون (پوشآور) به شرح ذیل میباشد.
1- تهیه مدل مناسبی برای سازه.
2- اعمال بارهای ثقلی به سازه و سپس انتخاب الگوی بار جانبی مناسب برای اعمال بار زلزله به سازه، شکل توزیع بار باید به نحوی انتخاب شود که تا حد امکان مشابه توزیع بار در هنگام زلزله باشد.
3- افزایش تدریجی بارهای جانبی تا آنجا که اعضاء سازه به حد نهایی ظرفیت برسند.
4- سختی عضو تسلیم شده در مدل توسط نرم افزار اصلاح و مجدداً بار جانبی افزایش مییابد این روشها عبارت اند از:
الف- قرار دادن مفصل در محلی که عضو تسلیم شده.
ب- کاهش سختی دیوار برشی هنگامی که به ظرفیت برشی خود رسیده است.
ج- کاهش مقاومت عضو مهاربندی که به دلیل کمانش بخشی از سختی خود را از دست داده است.

شکل 2-36- دو خطی کردن منحنی ظرفیت

5- تکرار گام قبلی تا آنجایی که اعضاء بیشتری به حد ظرفیت خود برسند.
6- تغییر شکلها و نیروهای داخلی در هر گام محاسبه شده و با گام قبل جمع میشوند.
7- افزایش بارهای جانبی تا جایی ادامه دارد که سازه مکانیزم شده و یا تغییر شکل نقطهی کنترل (مرکز جرم بام) از تغییر مکان پیشبینی شده در اثر زلزله مورد نظر بیشتر شود.
8- ترسیم منحنی برش پایه (منحنی ظرفیت) در برابر تغییر مکان بام (V-(roof) از این مرحله به بعد دو روش کاربردی جهت پیشبینی میزان تغییر مکان نقطهی کنترل (تغییر مکان هدف یا نقطه عملکرد سازه) با توجه به هدف عملکردی انتخاب شده برای سازه وجود دارد. یکی از روشها روش ضرایب بوده و مبنای کار دستورالعمل فما 356 میباشد و روش دیگر روش طیف ظرفیت (سی.اس.ام36) که مبنای دستورالعمل اِتی سی- 4037 است.

شکل 2-37- انواع منحنی ظرفیت سازه ها

9- تقریب منحنی به دست آمده در مرحله قبل با یک منحنی دو خطی و تخمین تغییر مکان هدف با یکی از دو روش ذکر شده در بند قبلی و یا با دیگر روشهای معتبر.
10- پس از تعیین تغییر مکان هدف نیروهای داخلی و تغییر شکلهای اعضاء سازه در گام متناظر با این تغییر مکان مورد ارزیابی قرار میگیرند. لازم به ذکر است که در سازه با رفتار غیرخطی جمع آثار قوا به طور کلی معتبر نمیباشد. در اینجا به نتایجی که تعدادی از محققین درخصوص دقت روش پوشآور ارائه نمودهاند اشاره میشود.
2-3-19-2-2- دقت روش پوشآور
در اینجا به نتایجی که تعدادی از محققین درخصوص دقت روش پوشآور ارائه نمودهاند اشاره میشود. در این بخش از مقایسه نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی با نتایج روشهای بار افزون استفاده میشود.
1- روش ضرایب برای قابها و دیوارهای برشی با زمان تناوب کمتر از 2 ثانیه دقت خوبی دارد و برای سازههای با زمان تناوب بزرگتر از 2 ثانیه به دلیل مشارکت مودهای بالاتر اختلاف زیاد بوده و نباید از این روش استفاده نمود، توزیع یکنواخت در این روش نیاز اضافی در طبقات پایین و نیاز کم در طبقات بالا را نشان میدهد، همچنین برش کل بیشتر از مقدار واقعی و بزرگای واژگونی کمتر از مقدار واقعی بدست میآید.
2- روش ضرایب (دستورالعمل فما 356) تغییر مکان هدف در سیستمهای با شکلپذیری بزرگ را اضافی و در سیستمهای با شکلپذیری کوچک را کمتر از میزان واقعی برآورد میکند انحراف و پراکندگی جوابها در سیستم با زمان تناوب بزرگ بیشتر است.
3- توزیع نیروهای جانبی در روش ضرایب تغییر مکان (دستورالعمل فما – 356) منجر به تخمین کمتر از واقعیت برای تغییر مکان نسبی طبقه و باعث از بین رفتن دقت در محاسبه دوران پلاستیک در طبقات بالا میگردد.
4- روشهای بار افزون سنتی نمیتواند مکانیزمهای محلی مانند طبقه نرم و ضعیف را به خوبی نشان دهد (جز در طبقات پایین و یا در ساختمانهای کوتاهتر از 3 طبقه).
5- روش ضرایب (دستورالعمل فما – 356) معمولاً تغییر مکان هدف را بیشتر از واقعیت و روش طیف ظرفیت کمتر از میزان واقعیت تخمین میزند.
6- روش بار افزون در دستورالعملهای فما و اِ.تی.سی برای شرایط خاصی ارزیابی شده است، برای طیف ویژه ساختگاه و یا طیف نزدیک گسل باید از روشهای دینامیکی هم استفاده شود.
7- در روش طیف ظرفیت و استفاده از طیف غیرارتجاعی با میرایی معادل در زمان تناوبهای متوسط و بزرگ مقدار انرژی اتلاف شده بیشتر از میزان واقعی تخمین زده میشود، و در نتیجه طیف غیرارتجاعی به دست آمده کمتر از میزان واقعی خواهد بود. اما در زمان تناوبهای کوتاه به دلیل اتلاف انرژی کمتر از واقعیت طیف غیرارتجاعی بزرگتری نتیجه میدهد این موضوع برخلاف نتایج به دست آمده از روش تحلیل دینامیکی غیرخطی است روش طیف ظرفیت به طور کلی نتایج غیرمحافظه کارانهای در شکلپذیری بالا (4M) ارائه میدهد در حالی که تحلیل به روش ضرایب خصوصاً در زمان تناوبهای بزرگ جوابهای نزدیکتری نسبت به تحلیل دینامیکی غیرخطی دارد.
8- روش طیف ظرفیت چون اتلاف انرژی را بیشتر از مقدار واقعی برآورد میکند، بهتر است از طیف غیرارتجاعی با میرایی معادل استفاده نشود و به جای آن از طیف غیرارتجاعی با شکلپذیری پ استفاده شود و یا اینکه نقطهی عملکرد به وسیلهی تحلیل دینامیکی غیرخطی سازه یک درجه آزادی (اس. داف) غیرارتجاعی به دست آید و به تأثیر خاک ساختگاه بخصوص خاک نرم توجه شود.
9- منحنی ظرفیت در ساختمانهای بلند مرتبه حساسیت زیادی به شرایط خاک منطقه بخصوص خاک نرم دارد.
10- روش ضرایب (دستورالعمل فما- 356) تغییر مکان نسبی و حداکثر دوران پلاستیک اعضاء خصوصاً در طبقات بالا را نمیتواند به خوبی برآورد کند.

شکل 2-38- مقایسه دقت روش های تحلیل غیر خطی

2-3-20- مقدمهای بر ضریب رفتار سازهها (R)
اهمیت پایداری و قابلیت جذب و استهلاک انرژی سازهها در هنگام جنبش شدید زمین استفاده از سازههای با قابلیت شکلپذیری را اجتناب ناپذیر مینماید. یکی از مهمترین مسائل در طرح لرزهای سازهها شکلپذیری و

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد درباره دینامیکی، تحلیل اطلاعات، ارزیابی عملکرد Next Entries منابع پایان نامه ارشد درباره رابطه غیرخطی، کمیته تدوین، ظرفیت جذب