بخشی از مقاله
چکیده
آنالیز هزینه عمر علاوه بر هزینه اولیه ساخت و ساز شامل هزینههای ناشی از عملیات، بازرسی، تعمیرات دورهای و نگهداری سالانه سازه نیز میباشد. تمرکز اصلی این مقاله محاسبه هزینه عمر با درنظر داشتن هزینههای ناشی از شکستهای احتملاتی لرزهای و هزینه های فوق الذکر است. بدین منظور محاسبات هزینه عمر، برای یک ساختمان فولادی پنج طبقه با سیستم قاب خمشی فولادی ویژه، برای دورهای سی ساله انجام شده است.
تحلیل و طراحی این ساختمان مطابق آیین-نامههای رایج ایران صورت گرفته است. برای محاسبه شکست از تحلیل احتمالاتی لرزهای که یک روش منطقی برای برآورد احتمال سالانه تخطی از حالات حدی میباشد، استفاده شده است. قاب خمشی فولادی، با درنظر داشتن اثر اندرکنش خاک-فونداسیون سازه و همچنین اتصالات خمشی تیر به ستون توسط نرم افزار OPENSEES مدلسازی گردیده است.
تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی توسط دوازده رکورد زلزله حوزه دور برای آن انجام شده و تقاضای سازه برای حالاتهای حدی با دورههای بازگشت 75، 475، 975 و 2475 ساله استخراج شده است. در محاسبه هزینه عمر از نرخ تنزیلهای 5، 8، 12 و 15 درصد استفاده گردیده است. نتایج بهدست آمده نشان میدهد که عدم لحاظ شکست سازه و نرخ تنزیل موجب برآورد غیرمنطقی هزینه عمر شده و افزایش نرخ تنزیل سالیانه موجب افزایش هزینه عمر میگردد.
-1 مقدمه
ارزیابی هزینه دوره عمر - LCC - 1 یک سازه به انتخاب بهترین و اقتصادیترین طرح از میان گزینه های طراحی، تعمیر و نگهداری سازه کمک میکند. برای محاسبه دقیق هزینه دوره عمر باید عدمقطعیتهای مرتبط با تحلیل و طراحی سازه بررسی شوند. پارامترهای مهندسی زلزله نقش مهمی در ارزیابی هزینه عمر بر اساس عملکرد دارد
تمرکز اکثر مطالعات در زمینه هزینه عمر بر معرفی آن بهعنوان یک تابع هدف برای رسیدن به طراحی بهینه سازهها است. در این خصوص میتوان به مطالعات انجام شده توسط فرانگپل و همکاران - 2005 - ، زو و همکاران - 2008 - ، ون و کنگ 3 - 2001 - اشاره نمود. ارزیابی هزینه عمر یک سازه معمولا برای طراحی منطقی، بازسازی و نگهداری انجام میشود. تلفات اقتصادی در سازه میتواند بهصورت ضرر و زیان مستقیم و غیرمستقیم دستهبندی گردد. خسارات مستقیم مواردی هستند که مربوط به هزینههای تعمیر و یا جایگزینی اجزای سازه میباشند، درحالیکه تلفات غیرمستقیم مواردی هستند که بهعلت از دست رفتن موقت عملکرد - خرابی - سازه ایجاد شده است.
یکی از موارد بسیار مهم در برآورد هزینه عمر یک سازه، احتمال رخداد شکستهای احتمالی در طی دوره بهرهبرداری از آن است. زلزله از جمله مهمترین عوامل ایجاد شکست در سازه میباشد. برای تخمین ضررهای اقتصادی ناشی از زلزله، در ابتدا پیشبینی پاسخ سازه هنگام مواجهه با سطوح مختلف زمینلرزه ضروری است. تحلیل احتمالاتی خطر لرزهای یک روش منطقی است، که اجازه برآورد احتمال سالانه تخطی مختصات طیفی در یک محل معین را با در نظر گرفتن محل و لرزهخیزی تمام منابع زلزله ممکنی که میتواند سایت را تحت تاثیر قرار دهد، میدهد. یک تحلیل احتمالاتی پاسخ لرزهای سازه، ادامه یافته تحلیل احتمالاتی خطر لرزهای در برآورد سالانه احتمال تخطی پارامتر تقاضای مهندسی تقاضا است.
روش تحلیل دینامیکی افزایشی - IDA - قابل اعتمادترین آنها است. این روش از مفهوم قدیمی اسکیل کردن رکوردهای زلزله استفاده میکند و آن را طوری گسترش میدهد که رکوردهای انتخاب شده طیف کاملی از رفتار سازه از حد الاستیک تا خرابی را پوشش دهند & Jalayer - . - Cornell 2003 روش تحلیل دینامیکی افزایشی - IDA - روش نسبتا جدیدی در تحلیل سازههاست که در خلال آن تقاضا و ظرفیت حالت حدی سازه پیش بینی میشود. این کار از طریق یک سلسله آنالیزهای دینامیکی غیر خطی تحت تعداد زیادی رکوردهای اسکیل شده زلزله انجام میگیرد
در اغلب تحقیقات صورت گرفته در خصوص تخمین هزینه دوره عمر در یک ساختمان، تنها موارد مربوط به هزینه های بهرهبرداری، نگهداری و مصارف انرژی در محاسبات درنظر گرفته میشود
