بخشی از مقاله
چکیده
در اثر زمینلرزههای شدید علت بسیاری از خرابیهای سازهها، از تغییرمکان بیش از حد بوجود آمده در طبقات، المانهای سازهای و غیرسازهای ناشی میباشد. در طراحی لرزهای، بیشینه جابجایی جانبی غیرخطی - واقعی - یک سازه ناشی از زلزلههای شدید را میتوان با بزرگنمایی، اعمال ضریبی بنام ضریب افزایش تغییر مکان - - Cd بر جابحاییهای حاصل از تحلیل خطی سازه تحت اثر بارهای جانبی آئیننامهای تخمین زد. ضریب افزایش تغییرمکان نیز همانند دیگر پارامترهای لرزهای یک سازه مثل ضریب رفتار، به مشخصات زلزله ورودی، پریود اصلی ارتعاش سیستم، تعداد درجات آزادی سیستم و بستگی دارد.
در تحلیل پوشآور، هم توزیع نیرو و هم جابجایی هدف با فرض آن که پاسخ با مود اول کنترل می شود و شکل مودی پس از تسلیم سازه تغییر نمیکند بنا نهاده شده است. در این تحقیق به بررسی ضریب افزایش تغییر مکان - Cd - پرداخته شده است و برای این منظور قابهای خمشی با شکلپذیری متوسط، در تعداد طبقات 3، 6، 9و 12 طراحی و مدلسازی شدند. برای تعیین ضرایب مذکور، از تحلیل استاتیکیغیرخطی در نرمافزار OpenSees استفاده گردید.
واژگان کلیدی: ضریب افزایش تغییرمکان، تغییرمکان، پاسخ غیرخطی، تحلیل استاتیکی غیرخطی.
مقدمه
از آنجا که در اکثر ساختمانها در طراحی برای نیروهای برشی به مراتب کوچکتر از نیروی برشی الاستیک نظیر طیف طرح پیشنهادی خود طراحی میشوند، بدیهی است زمانی که ساختمانی تحت اثر زمینلرزهای متناظر با طیف طرح آیین نامه قرار میگیرد، تغییر شکلهایی فراتر از حد الاستیک در آن ایجاد خواهد شد. هدف اصلی در طراحی لرزهای ساختمانها این است که رفتار ساختمان در مقابل نیروهای ناشی از زلزلههای کوچک، بدون خسارت و در محدوده رفتار خطی بوده و در مقابل نیروهای ناشی از زلزله های شدید، ضمن حفظ پایداری کلی خود، خسارتهای سازهای و غیرسازهای را تحمل کند. در زلزلههای شدید تنها عامل مقاومت مطرح نیست و بخشی از انرژی ورودی زلزله با رفتار غیرارتجاعی و با کمک شکلپذیری سازه مستهلک میشود.
ضریب کاهش نیروی ناشی از شکلپذیری سازه به دلیل شکلپذیری که از خود نشان میدهد، قابلیت و ظرفیت مستهلک کردن انرژی ورودی ناشی از زمین لرزه را داراست . به همین دلیل نیروی طرح الاستیک Ve را میتوان تا سطح نیروی جاری شدن Vy کاهش داد. بخش اعظمی از ضریب اصلاح نیرو را همین ضریب کاهش نیرو ناشی از شکل پذیری تشکیل میدهد. ضریب کاهش نیرو ناشی از شکل پذیری، بطور کلی وابسته به دو پارامتر بسیار مهم زیر میباشد: الف - خصوصیات و مشخصات سیستم سازهای ب - خصوصیات و مشخصات زمینلرزه برای یک زمینلرزه مشخص، ضریب Rʽ را میتوان بصورت تابعی از موارد ذیل در نظر گرفت: زمان تناوب طبیعی سازه ،نسبت میرایی، نوع رفتار غیر خطی سازه،نسبت شکلپذیری است.
هنگامی که یکی از اعضای سازه به حد تسلیمبرسد و اصطلاحاً در آن لولای خمیری تشکیل شود، مقاومت سازه از دیدگاه طراحی در حالت بهرهبرداری به پایان رسیده است، ولی در حالت طراحی نهایی، پدیده فوق به عنوان پایان مقاومت سازه به حساب نمیآید . با تشکیل لولاهای خمیری به تدریج سختی سازه کاهش مییابد ولی سازه همچنان پایدار است و قادر خواهد بود در مقابل افزایش نیروهای خارجی از خود مقاومت نشان دهد. روند تشکیل لولاهای خمیری تا جایی ادامه مییابد که سازه از نظر استاتیکی ناپایدار شود. مقاومتی که سازه بعد از تشکیل اولین لولای خمیری تا مرحله مکانیزم - ناپایداری - از خود بروز میدهد، مقاومتافزون نامیده میشود.
