بخشی از مقاله
چکیده
در یک دهه اخیر روشهای نوینی به منظور بهبود عملکرد تحلیلهای پوش اور سنتی ارائه شده است که اثر مودهای باﻻتر و تغییرات مشخصات مودال سازه در طول بارگذاری را نیز در نظر میگیرند. این روش ها بروی انواع سازههای ساختمانی از جمله قابهای خمشی فوﻻدی و بتنی و سـاختمانهـای بادبنـدی مورد ارزیابی قرار گرفته اند اما تاکنون دقت این روشها بـرروی دیوارهـای برشـی مـورد بررسـی قـرار نگرفتهاند و با توجه به اهمیت سیستم های دیواربرشی برای مقابله با زلزلـه ضـروری اسـت تادقـت ایـن روشها برای این نوع سیستمها نیز مورد ارزیابی قرار گیرد. در این تحقیق سازه کﻻ مفصل در نظر گرفته شده و دو نوع دیواربرشی 8و12 طبقه باروش های پوشآور بهنگـام شـونده DAP,SSAP, mode1 تحلیل شده و با تحلیل دینامیکی غیرخطی مقایسه شده است. با توجه به نتایج بدست آمده روش پـوش آور بهنگام شونده SSAP در برآورد برش طبقات پاسخ نسبتا خوبی در مقایسه با دو روش دیگر بـه مـا میدهد. هم چنین روش های پوش آور در تخمین پاسخ برشی طبقات در سازه12 طبقه نسبت به سـازه 8 طبقه دارای دقت بهتری می باشد. در براورد جابجایی نسبی(دریفت) طبقات هرسه روش دارای پاسـخ بسیار نزدیک به همدیگر میباشند.
واژههای کلیدی: پوش اور ، دیوار برشی ، تحلیل دینامیکی
-1 مقدمه
کاهش خسارات ناشی از پدیده زلزله همواره هدف محققـین علـوم مهندسـی سـازه و زلزلـه بـوده اسـت. بـی شـک اساسیترین مرحله در طراحی یا مقاومسازی سازهها در مناطق لرزهخیر تعیین نیازهای لرزهخیز تعیین نیازهای لـرزهای در سازهها میباشد. روشهای ارائه شده در آییننامههای مرسوم طراحی لرزهای سازه عموماً تجربـی و مبتنـی بـر معیـار مقاومت هستند. روشهای معمول در این آییننامهها روشهای تحلیلی استاتیکی و دینامیکی خطی میباشند.
اساس روش تحلیل استاتیکی معادل، قرار دادن سازه تحت اثر نیروهای جانبی کاهش یافته حاصل از مقیاس کـردن
طیف پاسخ اﻻستیک توسط ضریب رفتار، انجام میگیرد. در اکثر آئین نامهها ضریب کاهش نیروی لرزهای فقط بـه نـوع سیستم باربر جانبی وابسته است، اما تحقیقات نشان داده است که این ضریب تابعی از پریود و خصوصیات مـودال سـازه نیز میباشد. این روش در ارزیابی رفتار دینامیکی سازههای منظم و کوتـاه، کـه دارای توزیـع یکنواخـت جـرم و سـختی هستند، دارای دقت کافی می باشد، اما نمیتواند رفتار سازههای بلند را به درستی پیشبینی کنـد. در ایـن مـوارد، بـرای تعیین نحوه توزیع بارهای جانبی، ﻻزم است یک تحلیل دینامیکی از نوع طیف پاسخ یـا تاریخچـه زمـانی خطـی، انجـام شود.
در اثر وقوع زمینلرزه های نسبتاً شدید، موماًع عناصر سازه ای جاری شده و وارد مرحله غیرخطی میشوند که باعث کاهش سختی اعضاء می گردد. این امر سبب تغییر توزیع نیرو بین اعضای سازه خواهد شد که به عبارت دیگر با کـاهش سختی اعضاء، ماتریس سختی کل سازه نیز تغییر خواهد کـرد و عناصـر جـاری شـده بـا نیروهـای کمتـر دچـار تغییـر مکانهای بزرگتری خواهند شد. در طی این فرآیند سازه فرصت جذب انرژی را پیدا خواهد کرد. مجموعه ایـن مطالـب اهمیت استفاده از تحلیلهای غیرخطی ، را در ارزیابی رفتار سازه مشخص میسازد.
روشهای طراحی در اکثر آئیننامه های فعلی بر اساس معیار مقاومت میباشد و این در حالی است که تحقیقات و رفتار ساختمانها در زلزله های اخیر نشان میدهد که مقاومت را به تنهایی نمیتوان معیار مناسبی جهت طراحی در نظر گرفت و افزایش مقاومت لزوماً به معنای افزایش ایمنی نیست. بنابراین در آئیننامه های جدید معیار رفتار جایگزین معیار مقاومت برای طراحی سازه شده است. استفاده از معیار رفتار به این مفهوم است که در یک ساختمان عﻻوه بر مقاومت، نحوه توزیع مقاومت و تغییر شکل در اجزای سازهای نیز مهم میباشد. این شیوه طراحی بر اساس رفتار سازه، طراحی بر اساس عملکرد نیز نامیده میشوند.
-2 روش بکار برده شده
دراین تحقیق دقت روشهای پوشآور پیشرفته مانند DAP,SSAP و روشهای سنتی مود اول با روش تاریخچه زمانی غیرخطی به عنوان دقیق ترین روش مورد مقایسه قرار گرفته شده است. ماکزیمم تغییرمکان بام تحت زلزله مورد نظر بدست آمده سپس آنالیزپوشاور تا مرحله ای که تغییرمکان به تغییرمکان مورد نظر برسد ادامه مییابد. و سپس در مرحله آخر پاسخ لرزهای سازه که در این تحقیق ،دریفت و برش طبقات میباشند،برداشت میشوند. درتحلیل دقیق دینامیکی غیر خطی نیز پاسخ لرزهای سازه(دریفت و برش طبقات)از میان کلیه مراحل اعمال شتابهای زلزله،مقادیر ماکزیمم انتخاب میگردندبرای مقایسه روشهای پوشاور با روش دقیق تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی از رابطه لوپزمنجیوار و پینهو استفاده میشود.
n Ri NTHA Ri Push 2 1 100 Error (%)
i
R n
NTHA i1
×
در این رابطه Ri NTHA پاسخ ماکزیمم حاصل از تحلیل دینامیکی غیرخطی در طبقه موردازمیان تمامی مراحـل آنـالیز می باشد و RiPush پاسخ حاصل از تحلیل پوش آور و n تعداد طبقات سازه است.
2
-3 مدلسازی
دراین تحقیق از دیواربرشی مستطیلی طرهای 8 طبقه که در گزارش موسسه استاندارد و تکنولوژی آمریکا آمده است استفاده شده است ارتفاع طبقه اول 12 فوت و بقیه طبقات 13 فوت میباشد. در شکل زیر مدل استفاده شده نشان داده شده است.
نمای کلی دیوارهای مدلسازی شده
مدلهای انتخاب شده برای آنالیز
3
جدول((1 مشخصات دیوارهای انتخاب شده
شماره نمونه طول ضخامت (in) مقدار بار تعداد طبقات پریود آییننامه ابعاد ساختمان
محوری (Agfc) ای LbxBb
14 32 14 0.075 8 0.87 100*110
5 41 16 0.2 12 1.11 100*105
جدول((2
آرایش میلگردها در دیوار
طبقات پنجم به باﻻ طبقات سوم و چهارم طبقات اول و دوم شماره نمونه
المانهای جان دیوار المانهای جان دیوار المانهای جان دیوار
مرزی مرزی مرزی
8#11 #4 @ 10" 8#11 #4 @ 10" 14#11 #4 @ 10" 14
8#11 #4 @ 10" 8#11 #4 @ 10" 12 #4 @ 10" 5
#11
به عنوان نمونه شکل (1)زیر نمونه ای از دیوار برشی نشان داده شده است.
شکل 1
مقطع نمونه
برای تحلیل غیرخطی هر نمونه، به عنوان یک دیوار طره ای و مستطیلی، بار و جرم در نظر گرفتهشده بر اساس سطح بارگیر هر دیوار اختصاص داده شد . همچنین پایه دیوار به صورت ثابت وگیردار در نظر گرفته شده است، و از اثرات اندرکنش خاک-سازه صرف نظر شده است.
