بخشی از مقاله
چکیده
روش طیف ظرفیت در تحلیل استاتیکی غیر خطی فزاینده همواره به عنوان یکی از روشهاي بررسی عملکرد سازه ها در ناحیه غیر خطی مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش فرض بر ان است که شکل مود ارتعاش سازه ثابت بوده و تغییر نمی نماید که این فرض با ورود سازه به ناحیه غیر خطی دچار تقریب شده و همچنین در مودهاي بالا به دلیل امکان معکوس شدن حرکت بام در قابها امکان استفاده از روش متداول با درنظرگیري نقطه کنترل بام وجود ندارد.
در این مقاله رسم طیف ظرفیت از روش پیشنهادي صورت می گیرد که در ان نه تنها نیاز به نقطه کنترل نبوده بلکه از مشخصات گام به گام سازه مانند بردار نیرو و بردار جابه جایی به همراه ماتریس جرم در تعیین طیف ظرفیت استفاده می گردد. بررسی روش پیشنهادي در مقایسه با روش متداول براي قابهاي ساختمانی صورت گرفته و با نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی مقایسه شده است. ارزیابی نتایج نشان دهنده کارآیی روش پیشنهادي در محاسبه تغییر مکان جانبی می باشد.
-1 مقدمه
امروزه استفاده از روش طیف ظرفیت و تعیین تغییرمکان هدف براي بررسی رفتار سازهها با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی فزاینده در آییننامهها گسترش یافته است ب1،2م. در روش متداول طیف ظرفیت، براي ترسیم طیف ظرفیت و تعیین تغییرمکان هدف در قابها، با انجام تحلیل استاتیکی غیر خطی فزاینده و با مشخص نمودن مرکز جرم بام به عنوان نقطه کنترل در روي سازه چنددرجهآزادي، منحنی برش پایه کل سازه در برابر جابهجایی نقطه کنترل استخراج شده و به طیف ظرفیت سازه یکدرجهآزادي معادل تبدیل میشود ب1،2م و سپس از تقاطع طیف ظرفیت و تقاضا، تغییر مکان هدف برآورد شده و سازه مورد ارزیابی قرار میگیرد. توسعه روش طیف ظرفیت در ابعاد مختلف توسط پژوهشگران صورت گرفته است.
گل افشار و همکاران ب3مروش جدیدي را جهت رسم طیف ظرفیت ارائه نمودند که در آن اثرات ماتریس جرم، بردار نیرو و بردارجابه جایی در رسم طیف ظرفیت درنظر گرفته میشود و کاربرد ان را در خصوص پلهاي داراي انحناء در پلان مورد ارزیابی قرار دادند. بر خی از پژوهشگران مطالعات خود را بر روي طیف تقاضا و نحوه تعیین تقاطع طیف ظرفیت و تقاضا متمرکز نموده اند. چوپرا و همکاران ب4م استفاده از طیف تقاضا بصورت غیر الاستیک و با شکلپذیري ثابت را به جاي طیف الاستیک با میرایی موثر پیشنهاد دادند.
اشیم و همکاران ب5و6م طیف نقطه تسلیم را ارائه نمودند که در آن تغییر مکان هدف بر اساس نقطه تسلیم و شکل پذیري محاسبه می گردد. کاربرد روشهاي ارائه شده در خصوص طیف تقاضا
در مطالعات وزیري وفا و همکاران ب7م مورد ارزیابی واقع شده است. فنگزیا و همکارانب8م اثرات اندرکنش خاك و سازه را در روش طیف ظرفیت وارد نموده و روش پیشنهادي خود را براي قابهاي مختلف مورد ارزیابی قرار داده اند. هدف این مقاله ارزیابی روش پیشنهادي گل افشار و همکارا ب3م در رسم طیف ظرفیت و تغییر مکان هدف در مقایسه با روش متداول در مورد قابها می باشد.
-2 معرفی قابهاي مورد مطالعه
براي بررسی روش پیشنهادي از قابهاي دو بعدي مربوط به پروژه هAح استفاده شده است. قابهاي مورد مطالعه شامل قابهاي 3، 9و20 طبقه می باشند و جزییات کامل مربوط به قابها در مطالعات گوپتا و همکارانب9م آمده است. در این پژوهش براي مدلسازي قابها از نرم افزار تتتلبAح استفاده شده استب10م. براي مدلسازي اعضا، المانهاي کعهطً به کار گرفته شده و رفتار غیر خطی در اعضا نیز با استفاده از پلاستیسیته متمرکز بر اساس آیین نامه خزصAقغً درنظر گرفته شده است. جرم سازه نیز بطور متمرکز در گره ها اعمال شده است. مقایسه زمان تناوب مودهاي ارتعاش با نتایج مطالعات کیم و همکاران [11]در جدول 1 امده است. مودهاي ارتعاش قابها در اشکال 1 الی 3 اورده شده است.
براي اطمینان از صحت مدلسازي در ناحیه غیر خطی نیز ،منحنی بدست امده از تحلیل استاتیکی غیر خطی فزاینده تحلیل قاب سه طبقه بر اساس مود اول با منحنی بدست امده از مطالعه آقاي مونتز و همکاران [12] در شکل 4 مقایسه شده است. شکل: 4 نمونه صحت سنجی شده بر اساس قاب سه طبقه بررسی شکل 4 تطابق مناسبی را بین نتیجه بدست امده در این پژوهش با نتیجه بدست امده از مطالعه مونتز و همکاران نشان میدهد.
