بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مفاهیم کلیدي تحلیل بارافزون - NSP - الگوي توزیع بار جانبی مورد استفاده در تحلیل است که درواقع نمایانگر توزیع نیروي اینرسی جانبی اعمالی به سازه تحت اثر زلزله میباشد . از طرفی پاسخ متفاوت سازه در برابر رکوردهاي نزدیک گسل نسبت به زلزله دور از گسل و کمبود مطالعات در زمینه توانمندي تحلیل بارافزون متاثر از زلزله هاي نزدیک از مهمترین اهداف و انگیزه هاي مقاله حاضر می باشند. در این پژوهش توانمندي الگوهاي بار جانبی پیشنهادي در کدهاي لرزهاي از جمله الگوي توزیع بار استاندارد2800 ویرایش - CODE - 4 ، الگوي یکنواخت UN - - ، الگوي بدست آمده از تحلیل طیفی - SPEC - و الگوهاي نوین مانند روش ک ران بالا - UBPA - و روش ترکیب مودال - MMC - در تخمین نیازهاي غیرخطی قابهاي خمشی فولادي کوتاه مرتبه 3 - و 5 طبقه - و متوسط مرتبه - 8، 11 و 14 طبقه - به کمک تحلیل بارافزون ارزیابی و نتایج با میانگین بازتابهاي تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی - NTHA - تحت اثر 10 رکورد نزدیک گسل پالسگونه مقایسه میگردد . اختلاف بین پاسخهاي تحلیل دینامیکی غیرخطی و استاتیکی غیرخطی شیوها ي است که جهت انتخاب مناسبترین الگوي بار، مورد بهرهبرداري قرارگرفته است. روش ترکیب مودال، MMC ، با کمترین درصد خطا نزدیکترین بازتاب ها را نسبت به روش، NTHA، ارائه کرده است.
واژگان کلیدي: الگوي توزیع بار جانبی، تحلیل بار افزون، زلزله حوزه نزدیک، قاب خمشی فولادي.
.1 مقدمه
با افزایش ثبت رکورد هاي زلزله خصوصاً زلزله هاي حوزه نزدیک و ارتقاء دانش در این زمینه، تفسیر رفتار سازه در هنگام زلزله و افزایش ایمنی در مقابل این پدیده زیانبار نیز به روز می شود. در همین راستا، تعاریف مشخصی از جمله ایمنی، ظرفیت، تقاضا، خطرپذیري لرزه اي و سطوح عملکردي باعث ایجاد زبان مشترك بین محققین جهت بکارگیري این تعاریف در محاسبات سازه هاي جدید و کنترل سازه هاي موجود شده است، در نتیجه روش طراحی براساس عملکرد، معرفی و ارائه گردید. در این روش با توجه به عملکرد مورد انتظار، تعیین رفتار سازه در ناحیه غیرارتجاعی الزامی ا ست. در کلی ترین حالت، رفتار و برآورد عملکرد سازه باید توسط تحلیل دینامیکی غیر خطی و براساس شتابنگاشت هاي مناسب صورت گیرد اما تحلیل دینامیکی غیر خطی علاوه بر اینکه نیازمند دانش و پیش زمینه کافی می باشد،
در عین حال پیچیدگی، زمانبر بودن تحلیل، هزینه با لا و مشکلات تفسیر و توجیه نتایج، کاربرد این روش را به پروژه هاي تحقیقاتی و موارد خاص محدود می کند. در این میان، روشهاي تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون، NSP ، به عنوان یک ابزار ساده و کارآمد با توجه به سادگی تفسیر نتایج، سرعت بالاي تحلیل و هزینه کم در مقایسه با تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی به سرعت مورد اقبال مهندسان واقع شده اند - شایانفر و رضایی ابیانه،– 1389 برخورداري و همکاران، . - 1387 تحلیل بارافزون، NSP، توسط چندین مرجع معتبر از جمله کدهاي لرزه اي FEMA273، FEMA365، FEMA440، ATC40، EUROCODE 8، نشریه 360و اخیراً در استاندارد 2800 ویرایش4 ، یکی از روشهاي تحلیل جهت ارزیابی سازه ها توصیه شده است. با این وجود برخی از مسائل از جمله الگوي توزیع بار جانبی مناسب در این تحلیل براي سازه هاي مختلف هنوز سوال برانگیز بوده و نیاز به تحقیقات بیشتر جهت توسعه NSP را تایید می نماید.
از منظر دیگر، تحقیقات نشان می دهد که روشهاي تحلیل بارافزون مختلف براساس زلزله هاي حوزه دور از گسل پایه ریزي شده اند - گرامی و همکاران، - 1393 بنابراین بررسی قابلیت و توانمندي روشهاي تحلیل بارافزون سنتی و پیشرفته در تخمین نزدیک به واقعیت بازتاب قاب خمشی فولادي با نگاه به تاثیر رکوردهاي نزدیک گسل، انگیزه اصلی مطالعه حاضر معرفی می گردد. در اثر رخداد زلزله نزدیک گسل، مقدار قابل توجهی انرژي زلزله در مدت زمان بسیار کم به سازه وارد می شود و توزیع نیازهاي غیرخطی سازه با زلزله هاي دور را متفاوت می سازد.
.2 درآمدي بر تحلیل بارافزون
در این تحلیل سازه تحت اثر یک الگوي بارگذاري جانبی افزایشی تحلیل میشود و عملیات تحلیل تا رسیدن تغییر مکان نقطهاي از سازه - نقطه اي منطبق بر مرکز جرم بام یا در نزدیکی آن - با مدلسازي رفتار واقعی مصالح المانها به حدي که از قبل تعیینشده است ادامه مییابد. مهمترین نتیجه تحلیل، NSP، نمودار بارافزون یا به اصطلاح منحنی ظرفیت سازه میباشد که حاوي اطلاعات بسیار مفیدي راجع به شکلپذیري و عملکرد لرزهاي سازه است. این منحنی نشاندهنده تغییرات برش پایه - - V در برابر تغییر مکان بام - D - در گره کنترلی میباشد. در شکل 1 منحنی ظرفیت یک سازه چند درجه آزادي به نمایش در آمده است.
