وبلاگ

۴۹
*نقطه B، نقطه تسلیم است و صرف نظر از مقادیر مشخص شده تغییرشکل در نقطهB هیچ تغییرشکلی در محدوده بالای نقطه B رخ نمی دهد. تغییرمکان(دوران) در نقطهB تابعی از تغییرمکان های رخ داده در نقاط C,D,E است صرفاً تغییرشکل آنسوی نقطهB توسط مفصل ارائه می شود.
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
*نقطه C، معرف ظرفیت نهایی در تحلیل Pushover است، شیب خطBC، شیب سخت شدگی کرنش است.
*نقطه D، معرف مقاومت پسماند در تحلیل Pushover است.
*نقطه E، معرف نقطه شکست یا مکانیزم خرابی است که آنسوی نقطه E مفصل با کاهش بار مواجه می شود]۹[.
شکل(۳-۱۰): منحنی تغییرشکل پلاستیک
۳-۸-۴- تعیین تغییرمکان هدف به روش ضرایب تغییرمکان
از روال تعیین تغییرمکان هدف که در فصل ۲ به تفصیل به آن اشاره شد، جهت برآورد حداکثر تغییرمکان محتمل طی حرکت زمین استفاده شده است. قبل از اشاره به روند تعیین تغییر مکان هدف اشاره به یک نکته ضروری است، در گزارش FEME356 جهت تعیین زمان تناوب موثر سازه دو روش پیشنهاد شده است اول استفاده از رابطه تجربی و دوم استفاده از زمان تناوب محاسبه شده بر مبنای تحلیل دینامیکی خطی سازه اما در دستورالعمل ATC40 فقط زمان تناوب محاسبه شده بر مبنای تحلیل دینامیکی ملاک قرار داده شده است ]۱۰[.
۳-۹- تحلیل دینامیکی غیرخطی
در روش تحلیل دینامیکی غیر خطی، پاسخ سازه با در نظر گرفتن رفتار غیر خطی مصالح و رفتار غیر خطی هندسی سازه محاسبه می شود. در این روش فرض بر این است که ماتریس سختی و میرایی از یک گام به گام بعد می تواند تغییر کند، اما در طول هر گام زمانی ثابت است و پاسخ مدل تحت شتاب زلزله به روش های عددی و برای هر گام زمانی محاسبه می شود]۱۱[.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۵۱
از مهمترین کار بردهای نظریه دینامیک سازه ها ، تحلیل پاسخ سازه در برابر تکان زمین به هنگام زلزله می باشد [١٢] .
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
در تعیین پاسخ یک سازه در مقابل زلزله ، مشکل ترین ومبهم ترین مرحله، تعریف یک تابع مناسب حرکت زمین می باشد. هنگامی که یک تابع مناسب تحریک تکیه گاه انتخاب شود، محاسبه تنشها وتغییر شکلهای بوجود آمده در هر سازه یک مسأله متعارف دینامیکی است که می توان آنرا به روش های مختلف تحلیل دینامیکی حل کرد . تنها وجه تمایز زلزله در مقایسه با انواع دیگر بار دینامیکی در این است که تحریک سیستم به جای بارهای خارجی توسط حرکت تکیه گاه ها صورت می گیرد. بنا بر این، موضوع اصلی ارائه روشهایی برای تعریف تابع مؤثر بار خارجی حاصل از یک حرکت تکیه گاه است .حرکت تکیه گاه توسط یک زلزله را میتوان توسط شتاب نگاشت ها تعریف کرد [١۳].
پس از انجام مدل سازی ونیز بارگذاری برای رسیدن به نتایج درست نیاز به انجام یک تحلیل دقیق میباشد. برای طراحی سازه ها روش های گوناگونی جهت اعمال نیروی زلزله بر سازه مطرح شده است.
برای طراحی سازه های میان مرتبه ، خصوصاً روش نیروی جانبی معادل که در آیین نامه ها تعریف شده است، مورد استفاده قرار می گیرد و نیز توصیه می شود که طرح به کمک طیف طراحی نظیر شرایط سازه مورد تأیید قرارگیرد .
برای تحلیل سازه های نسبتاً بزرگ ومهم روش مدی مورد استفاده قرار می گیرد. این روش همچنین برای سازه هایی که توزیع سختی وجرم آنها در ارتفاع یکنواخت نیستند مناسب است بطوری که با تجمع اثر مدها پاسخ ارتعاش مطلوب حاصل می شود . بالعکس، در روش استاتیکی معادل بااین فرض که توزیع سختی وجرم در ارتفاع سازه یک توزیع متداول است ، تنها مد اول پاسخ ارتعاشی استفاده میشود .
۵۲
برای ساختمانهای بسیار بزرگ ویا خیلی مهم وسازه های بالقوه خطر ناک معمولاً تحلیل دینامیکی غیر الاستیک مورد استفاده قرار می گیرد تا از ایمنی سازه در شرایطی که تحت زلزله های شدید قرارمیگیرد اطمینان حاصل شود [۱۴].
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
در ویرایش سوم آیین نامه ٢٨٠٠ ایران ، روش های تحلیل ساختمانها در برابر زلزله به دو دسته تقسیم می شوند ، روش تحلیل استاتیکی معادل و روش های تحلیل دینامیکی. در این پایان نامه به علت عدم کارایی روش استاتیکی معادل در اعمال اثر مؤلفه قائم زمین لرزه این روش کنار گذاشته شد و روش تحلیل دینامیکی مورد استفاده قرار گرفت .
نکته قابل توجه آنکه آنالیز P- Δ ، برای کلیه مدل ها به صورت پیش فرض انجام شده است تا بند(۲-۶) استاندارد ۸۴-۲۸۰۰ ایران، در این تحلیل ها ارضا گردد.
۵۳
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
۳-۱۰ ملاحظات خاص مدلسازی و تحلیل
در مدل سازی باید کلیه اعضای اصلی و غیراصلی را منظور نمود و رفتار غیرخطی آنها تا حد امکان نزدیک به واقعیت مدلگردد. در صورت وجود کاهندگی اثرات آن نیز باید در مدل رفتاری عضو منظور شود.
علاوه برآن در تحلیل باید موارد زیر منظور شود.
شتاب زمین باید مطابق آیین نامه ۲۸۰۰ انتخاب شود.
تحلیل سازه باید در هر امتداد حداقل برای سه شتاب نگاشت انجام شود.
اثر زلزله در دو جهت عمود برهم باید مطابق آیین نامه ۲۸۰۰ در نظر گرفته شود.
پاسخ سازه باید برای هر یک از شتاب نگاشت ها محاسبه شود. چنانچه در هر امتداد کمتر از ۷ شتاب نگاشت درنظرگرفته شود پاسخ سازه باید برابر مقدار حداکثر پاسخ ها فرض شود. اما اگر در هر امتداد ۷ شتاب نگاشت یا بیش تر درنظرگرفته شود پاسخ سازه می تواند برابر متوسط مقدار پاسخ ها انتخاب شود.
تحلیل دینامیکی غیرخطی دقیق ترین روشی است که در تحلیل سازه ها مورد استفاده قرار میگیرد. تحلیل دینامیکی غیرخطی با دو روش کلی انتگرال گیری مستقیم و تحلیل مودال انجام می شود. روش انتگرال گیری مستقیم نیز شامل روش های گوناگونی از جمله روش هوبولت، تفاوت میانی، ویلسون θو نیومارک می باشد.
یکی از روشهایی که عموماً در آنالیز سیستمهای غیرخطی دلخواه دارایکاربرد است، انتگرال گیری گام بهگام معادلات کوپله حرکت می باشد. در این روش، آنالیز سیستم های چند درجه آزادی دقیقاً مشابه با آنالیز سیستمهای خطی یک درجه آزادی انجام میپذیرد. تابع پاسخ، به بازه های زمانی کوتاه و یکسان تقسیم شده و در طول هر بازه زمانی پاسخ برای یک سیستم خطی با ویژگیهایی که در شروع فاصله زمانی تعیین شده است، محاسبه میگردد. در پایان هر فاصله زمانی ویژگی های سیستم ترمیم می شود تا با وضعیت تغییر شکل و تنش در آن زمان مطابقت داشته باشد. بنابراین آنالیز غیرخطی به کمک دنباله ای از سیستم های خطی که پشت سر هم تغییر می یابند تقریب زده میشوند. روش انتگرال گیری گام به گام برای سیستم های خطی نیز کاربرد دارد، که در این حالت روش محاسباتی به طور قابل ملاحظه ای ساده می شود زیرا نیاز به اصلاح ویژگی های سازه در هر گام زمانی نیست. در بعضی مواقع، استفاده از این روش انتگرال گیری مستقیم مفیدتر از روش بر همنهی مودها است زیرا نیازی به تعیین شکل مودها و فرکانس ها، که در سیستم های با درجات آزادی زیاد یک کار محاسباتی بسیار بزرگ به حساب می آید، نیست. در حالت کلی، انتگرال گیری گام به گام بهترین شیوه در تعیین پاسخ سازه های پیچیده و بزرگی است که تحت تاثیر بارهای ضربه ای کوتاه مدت قرار گرفته و تمایل به تحریک مود های ارتعاشی زیادی داشته و در عین حال پاسخ سازه نیز برای مدت زمانی کوتاه مورد نیاز می باشد.
۵۴
۳-۹-۱ تحلیل به روش دینامیکی غیرخطی
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
در این بخش مدل های ارائه شده به کمک روش دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی (شیوه انتگرال گیری مستقیم)، تحلیل می گردند.
۳-۹-۲- شتاب نگاشت های مورد استفاده در آنالیز دینامیکی غیرخطی
شتاب نگاشت هایی که برای تحلیل دینامیکی غیرخطی انتخاب می شوند باید حتی الامکان دارای مشخصات هماهنگی با ساختگاه سازه باشند. این مشخصات شامل PGA، محتوای فرکانسی، مدت زمان دوام حرکات شدید و هماهنگی با طیف طرح می باشد[۱۴]. برای آنکه بتوان از شتاب نگاشت در تحلیل دینامیکی غیر خطی استفاده نمود باید طیف این شتاب نگاشت تا حد امکان با طیف طرح ساختگاه سازه همخوانی داشته باشد. در واقع قبل از استفاده از شتاب نگاشت ها باید آنها را همپایه کرد. نحوه همپایه کردن شتاب نگاشت ها در ادامه آمده است.
۵۵
۳-۶-۲-۱ همپایه کردن PGA
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
این روش ساده ترین روش همپایه کردن شتاب نگاشت ها می باشد روش کار به این صورت می باشد که همه شتاب نگاشتها بر PGA خود تقسیم می شوند و همگی در مقدار شتاب مبنای طرح منطقه ضرب می شوند. بدین ترتیب شتاب نگاشت هایی خواهیم داشت که دارای PGA یکسان و برابر با شتاب مبنای طرح منطقه خواهند بود. همانطور که بیان شد باید شتاب نگاشتهای انتخابی با طیف طرح منطقه نیز سازگار باشند ولی در این روش تنها مقدار شتاب آنها است که با منطقه سازگار می شود و بقیه پارامترها مانند انرژی، محتوای فرکانسی و … ممکن است با طیف منطقه سازگار نباشند.
۳-۶-۲-۲ همپایه کردن طیف
در این روش شتاب حداکثر هر یک از شتاب نگاشت ها به ۱g مقیاس می شود. سپس پاسخ سازه یک درجه آزادی در مقابل این شتاب نگاشت (طیف شتاب نگاشت)، محاسبه می شود و سطح زیر این طیف بین دوره تناوب های ۱/۰و۳ ثانیه به دست می آید. سطح زیر منحنی طیف طرح بین این دو دوره تناوب نیز محاسبه می شود. با ضرب شتاب نگاشت مقیاس شده به ۱g در نسبت سطح طیف طرح ساختگاه به سطح طیف شتاب نگاشت و در پایان در شتاب طرح ساختگاه شتاب نگاشت مقیاس شده با منطقه بدست می آید. در این روش انرژی شتاب نگاشت ها با طیف طرح سازگار می شود.
۵۶
فصل چهارم: آنالیز و استخراج نتایج