بخشی از مقاله
چکیده
ساختمانهای بلند نامتقارن در پلان به علت اثرات پیچش و مودهای ارتعاشی بالاتر، سازه های پیچیده ای میباشند. در این مطالعه ، اثر خروج از مرکزیت های سختی و مقاومت بر روی پاسخهای لرزه ای غیرالاستیک ساختمان های نامتقارن در پلان به طور جداگانه مورد بررسی قرار میگیرند. سازه های فولادی قاب خمشی 9 طبقه با پلان های نامتقارن با خروج از مرکزیتهای متفاوت براساس آیین نامه ASCE7 جهت ارزیابی نتایج حاصله از تحلیل دینامیکی غیرخطی با روش پوش آور بهنگام شونده مورد ارزیابی قرار گرفته است.
بدین صورت که در آن از الگوی بار بهنگامشونده در هر مرحله بارگذاری، شکل الگوی بار وارده متناسب با مشخصات مودال سازه تغییر کرده و بهنگام میشود. روش پوش اور با الگوی بار ثابت که در سالهای اخیر روش تحلیل استاتیکی غیرخطی با در نظر گرفتن اثر مودهای بالاتر ارائه شده است که خود شامل روش پوش اور به هنگام شونده براساس جابجایی و جابجایی نسبی طبقات ، که الگوی بار ثابت نبوده و براساس شکل مودی و میزان ضریب مشارکت مودال، بهنگام می شود .
به منظور بررسی دقت روش های مذکور ، تحت هفت رکورد زلزله توسط نرم افزارSAP به منظور برآورد دقت تحلیل بارافزون انطباقی ، پاسخهای لرزه ای حاصل از این روش با تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی مقایسه میشوند. نتایج نشان میدهد که اثرات - EUB - توسعه یافته پیچشی ایجاد شده در ساختمانهای با خروج از مرکزیت سختی شدید میباشد، درحالیکه این اثرات در ساختمانهای با خروج از مرکزیت مقاومت محسوس نمیباشند. لازم به ذکراست که خروج ازمرکزیت مقاومت اثر شدیدی بر روی دورانهای پلاستیک مفاصل میگذارند، اما بر روی پاسخ های لرزه ای تغییرمکان کف طبقات و جابجایی نسبی بین طبقات اثر چندانی ندارد.
-1 مقدمه
در طول دهه گذشته تحلیل استاتیکی غیر خطی به طور گسترده در دستور العملهای ارزیابی لرزهای سازهها از قبیل ASCE41-06 و ATC40 و FEMA273 و در برخی از آئین نامههای طراحی از قبیل آئیننامه طراحی ایتالیا و ژاپن جهت ارزیابی و طراحی لرزهای سازهها مورد استفاده قرار گرفته است.[1] این روش توانایی تخمین پاسخ لرزهای کلی ساختمانهایی با ارتفاع کم و متوسط را با دقت خوبی داراست. اما مشکل عمده روشهای استاتیکی غیرخطی متداول در دستور العملها و آئین نامههای جاری این است که الگوی بار جانبی در این روشها در طول تحلیل ثابت بوده و قادر به لحاظ کردن تغییرات ایجاد شده در مشخصات مودال سازه نمیباشند.
در نتیجه هنگامیکه سازه وارد ناحیه غیرخطی شده و به تناسب آن شکل مودها و ماتریس سختی سازه تغییر میکند، هیچ گونه تغییری در الگوی بار جانبی این روشها اعمال نشده و همچنان با همان الگوی بار اولیه تحلیل ادامه پیدا میکند، لذا در راستای رفع کاستیها و مشکلات ذکر شده در سالهای اخیر تعدادی از محققان استفاده از الگوی بار بهنگامشونده - Adaptive - را پیشنهاد دادهاند. دستهای از روشهای پوشاور که در طول آنالیز الگوی بار جانبی در آنها بر اساس ماتریس سختی لحظهایی سازه تغییر مییابد، روشهای پوشاور بهنگام شونده نامیده میشوند .[2]در این روشها در هر مرحله بارگذاری، شکل الگوی بار وارده متناسب با مشخصات مودال سازه تغییر کرده و بهنگام میشود.
برای بررسی عملکرد روشهای تحلیل استاتیکی غیرخطی با الگوی بار بهنگام شونده، در این تحقیق سازههای 9 طبقه با پلان های مختلف و درصد خروج از مرکزیت های مختلف سختی و مقاومت طراحی شدهاند، تحت اثرهفت زمینلرزه مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حاصل از تحلیلهای پوشاور با میانگین نتایج حاصل از تحلیلهای دینامیکی غیرخطی - به عنوان جواب دقیق - با استفاده از توابع SAP2000 که در آن API شرح داده شده است در محیط MATLAB برنامه نویسی شده است ، سپس برای انجام آنالیز قابلیت های تحلیل برنامه SAP2000مورد استفاده قرار گرفته شده است.
-2 روشهای پوشاور استفاده شده در این تحقیق
به منظور بررسی کارائی روشهای پوشاور با الگوی بار بهنگام شونده لازم است که روشهای مذکور به صورت تحلیلی بر روی سازهها، تحت اثر زلزلههای مختلف اعمال گردیده و نتایج حاصل از آنها با نتایج سایر روشهای پوشاور و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی مقایسه گردد. روشهای پوشاور استفاده شده در این تحقیق به دو دستهی با الگوی بار ثابت و با الگوی بار بهنگامشونده تقسیم میشوند. در دسته اول از الگوی توزیع بار جانبی آئیننامه استفاده گردیده و در دسته دوم، روشهای پوشاور با الگوی بار بهنگامشونده براساس جابجایی طبقات، جابجایی نسبی طبقات و نیز روش پوشاور با الگوی بار بهنگام شونده بر پایه نیرو مورد استفاده قرار گرفته است. در ادامه تمامی این روشها به صورت مجزا شرح داده خواهد شد.
بهنگامکردن بردار بارگذاری در هر مرحله بارگذاری با استفاده از الگوریتم موجود، شکل بردار بارگذاری تعیین میشود. برای اینکه شکل بردار بارگذاری در هر مرحله با شکل متناظر با مشخصات پاسخ دینامیکی سازه انحراف نداشته باشد، باید شکل بردار بار اسمی P0 همواره به شکل توزیع یکنواخت در ارتفاع طبقات باشد. الگوی بار P در هر مرحله از تحلیل، طبق رابط - 3 - تعیین میشود. مقدار ضریب بار به طور اتوماتیک با استفاده از استراتژی کنترل پاسخ افزایش داده میشود تا جایی که به تغییر مکان هدف تعیین شده رسیده و یا ناپایداری عددی رخ دهد.
