بخشی از مقاله
خلاصه
یکی از مهمترین عدم قطعیت های موجود در ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه ها، طبیعت ذاتی زلزه می باشد که از نوع عدم قطعیت های تصادفی بوده و برای کمی نمودن این عدم قطعیت، نیاز به لحاظ نمودن اثر تغییر رکورد زلزله بر پاسخ لرزه ای سازه با انجام آنالیزهای دینامیکی متعدد توسط رکوردهای متفاوت زلزله می باشد .
در این مطالعه نیز جهت لحاظ نمودن اثر این نوع از عدم قطعیت ها از روش تحلیل دینامیکی افزاینده - IDA - ، با لحاظ نمودن اثرات آنالیز غیرخطی در مصالح و هندسه سازه استفاده شده است و به منظور بررسی مساله شکل پذیری و تعیین ضریب رفتار در این گروه از سازه ها از روش آنالیز دینامیکی غیر خطی فزاینده - IDA - استفاده گردیده است.
.1 مقدمه
در این تحقیق تعدادی از گنبد های فضاکار با نسبت های متفاوت دهانه و ارتفاع ابتدا توسط برنامه فورمین تاشه بردازی شده سپس بعد از اعمال بارگذاری های مربوطه که شامل بار باد و برف و تغییرات حرارت و مرده می باشد ابعاد بهینه مقاطع تعیین گردیده در ادامه با استفاده از مبانی آنالیز مقادیر ویژه پارامترهای دینامیکی گنبد های فوق تعیین گردیده سپس به کمک نرم افزار اپنسیس و با روش آنالیز دینامیکی افزایشی ضریب رفتار سازه های فوق استخراج و تعیین گردیده استمبانی روش انتخابی برای تعیین ضریب رفتار منطبق بر آیین اروپا تعیین شده است.
فلسفه کاربردی ضریب رفتار در آییننامههای طراحی لرزهای سازهها، احتساب انرژی است که یک سازه از زمانی که اولین مفصل پلاستیک در آن تشکیل میشود تا زمانی که به مکانیزم خرابی کامل میرسد، تحمل یا جذب میکند. هدف از این مقاله بررسی شکلپذیری و ضریب رفتار گنبد های تکلایه تحت بارهای جانبی و قائم میباشد.
در این مقاله مدل های مختلفی از گنبد های فضاکار با نسبتهای مختلف عرض دهانه و ارتفاع مورد بررسی قرار گرفته اند. تحلیل غیر خطی با در نظر گرفتن اثرات غیرخطی هندسی و مصالح تحت بارگذاری فزاینده انجام گرفته است. منحنی های رفتاری نیرو- جابجایی - منحنی ظرفیت سازه - این سازها در نقاط حساس ترسیم شده است. در بحث غیر خطی مصالح رفتار عضو قابی سه بعدی،رفتار خمشی ، برشی وپیچشی گنبد تک لایه با استفاده از شیوههای ارائهشده شکلپذیری و ضریب رفتار این سازهها محاسبه شده است.
.2 تعریف مساله
سازه های فضاکار با بکار بردن کمترین مصالح، صلب ترین سازه ها را ایجاد کرده و توانایی پوشش دهانه های بزرگ، بدون استفاده از ستون های میانی را دارند . در دنیای امروز نیز استفاده از سازه های فضاکار برای پوشش دهانه های بزرگ گسترش زیادی پیدا کرده است. یک سازه فضاکار را می توان بصورت یک سیستم سازه ای در نظر گرفت که از عضوهای خطی تشکیل شده است و طرز قرارگیری آنها به گونه ای است که بارها به صورت سه بعدی منتقل میشوند. یک سازه فضاکار اغلب شکل سطحی صاف و یا منحنی گونه را به خود می گیرد.
گنبدها یکی از انواع سازه های فضاکار شبکه ای می باشند که به صورت یک یا دولایه اجرا می گردند و لایه های بالا و پایین آن روی یک قوس قرار می گیرند. سطح گنبد ممکن است بخشی از یک سطح واحد مانند کره یا هذلولی بوده و یا شامل قطاع هایی از سطوح مختلف باشد.گنبد های فضاکار به گنبدهای فضاکار یک لایه و گنبد های فضاکار چندلایه تقسیم بندی می شوند.
ارتفاع یک گنبد تک لایه فضاکار - H - فاصله بین سطح تکیه گاهها و سطح خط المرکز لایه داخلی در میانه دهانه است. گنبدهای فضاکار تک لایه انتخابی در هر گروه از پنج گروه با دهانه های 30 ،40،50 متر، دارای نسبتهای ارتفاع به دهانه - 0/3 - Sو0/4 و0/5 هستند. یعنی مجموعاً 9 مدل در پنج گروه - هر گروه 3 مدل - جهت مطالعه انتخاب شده است
شکل .1 مشخصات هندسی کلی یک گنبد فضاکار کروی تک لایه
شرایط تکیه گاهی از نوع تکیه گاه صلب انتخاب شده اند. همچنین مشخصات مصالح فولاد مصرفی اعضا از استاندارد اروپا [1] استخراج شده است، که مشخصات این نوع مصالح به شرح زیر می باشد:
. مدول الاستیسیته E=2.05*105 N/mm2
. ضریب پواسون
. مقاومت تسلیم Ys = 275 N/mm2
. مقاومت نهایی Us= 430 N/mm2
مشخصات المانهای استفاده شده نیز همانند جدول 1 می باشد.
جدول -1 مشخصات مقاطع انتخابی
در مدل سازی المانها از امکان مش بندی سطح مقطع المان ها با استفاده از قابلیت مقاطع فایبر استفاده شده است. در اینگونه از مقاطع، سطح مقطع عضو به انواع مش ها تقسیم بندی می شود و با تعیین نقاط مختلف مقطع روابط تنش کرنش و مصالح مختلف مربوط به هر یک تعریف می شود. - مطابق با شکل - .2 از این ویژگی جهت تلفیق روابط مربوط به تنش کرنش ها - برشی، محوری، خمشی - در مقطع عضو و از طریق تعریف روابط روی هم گذاری استفاده گردیده است.
شکل .2 مقاطع فایبر تبدیل نیروها
