کاربرد روش استاتیکی فزاینده غیرخطی مدی در قابهای نامنظم درارتفاع

پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

سمینار کارشناسی ارشد

مهندسی عمران-مهندسی زلزله

موضوع

کاربرد روش استاتیکی فزاینده غیرخطی مدی در قابهای نامنظم درارتفاع

دانشجو

مجتبی دیرباز

استاد راهنما

آقای دکتر محسن غفوری آشتیانی

1383

دربافت فایل PDF:

(به زودی)

کاربرد روش استاتیکی فزاینده غیرخطی مدی در قابهای نامنظم درارتفاع

در زیر مقدمه سمینار ایشان را مشاهده می فرمایید:

مقدمه :

امروزه استفاده از روش های تحلیل استاتیكی غیرخطی در تخمین عملكرد سازه ها در هنگام زلزله بسیارمورد توجه متخصصین قرار گرفته است. دلیل این امر سادگی روش، صرفه جویی در وقت و هزینه و تخمین قابل قبول آنها در تعیین پاسخ لرزه ای در مقایسه با روشهای تحلیل دینامیكی غیرخطی می‎باشد. با نگاهی به عملكرد ساختمان های نامنظم (در ارتفاع و یا پلان) در زلزله های گذشته درمی یابیم كه عملكرد مطلوبی نسبت به ساختمان های منظم، از خود نشان نداده اند.  پس نیاز به ارزیابی بهتر داریم و بهتر این است كه این ارزیابی بهتر با روش های ساده تر كه تفسیر ساده ای هم داشته باشند همراه باشند. یكی از این روشها، روش استاتیکی فزاینده غیرخطی مدی (MPA) Modal Pushover Analysis است كه هم سادگی روش استاتیکی فزاینده غیرخطی   Pushover در آن لحاظ شده است و هم دقت آن بالا و نزدیك به روش های دقیق است.

نكته اصلی این است كه زیبایی در نظم است و ساختمان های منظم زیباتر هستند و این باید به عنوان یك اصل، سر لوحه كارهایمان باشد. معماران و طراحان بهتر است موضوع منظمی در پیكربندی چه در پلان و چه در ارتفاع را لحاظ كنند تا ساختمان طراحی شده علاوه بر زیبایی، عملكرد خوبی هم داشته باشند.

با توجه به عملكرد ساختمان های نامنظم در زلزله های گذشته، ایین نامه ها هم توصیه می كنند كه ساختمان ها حتی الامكان منظم طراحی شوند ولی از آنجاییكه ما ناگزیریم در شرایط خاص ساختمان های نامنظم طراحی و اجرا كنیم كه تعداد آن ها هم كم نیست، احساس نیاز به روشهای ساده تر كه تفسیر ساده ای هم داشته باشند و علاوه بر این از دقت لازم هم برخوردار باشند، بیشتر احساس شد و در همین راستا در این سمینار «كاربرد روش استاتیکی فزاینده غیرخطی مدی MPA در قابهای نامنظم در ارتفاع» مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت.

تخمین نیازهای لرزه ای در ترازهای عملكرد پایین، جاییكه ایمنی جانی و جلوگیری از فروریختن مدنظر باشد، به بررسی درستی از رفتار غیرخطی سازه نیاز دارد. تا وقتی كه آنالیز تاریخچه پاسخ غیرخطی (RHA) سخت ترین روش برای محاسبه نیازهای لرزه ای باشد، برای بررسی سازه های جاری از روشهای استاتیكی غیرخطی (NSP) یا تحلیل استاتیكی فزاینده غیر خطی Pushover كه در FEMA273  (انجمن ایمنی لرزه ای ساختمان) یا [1996] ATC-40 و [BSSC,2000] FEMA356 شرح داده شده است، استفاده می‎شود.

در حال حاضر روش بسیار قدرتمند آنالیز تاریخچه پاسخ برای ارزیابی نیازهای لرزه ای وجود دارد ولی بیشتر مهندسین ترجیح می دهند كه از روش های ایین نامه ای موسوم به تحلیل استاتیكی بار فزاینده استفاده كنند. در حالیكه در این روش ها از توزیع ثابت نیروهای جانبی استفاده شده و فرض بر این است كه پاسخ نهایی سازه بر اساس مد اول سازه تعیین شود. این دو فرض در هنگام پلاستیك شدن سازه ها كاملاً تقریبی می‎شوند و نكته مهم این است كه هیچ توزیع  نیروی ثابتی وجود ندارد كه مشاركت مدهای بالاتر در پاسخ نهایی سازه، باز توزیع نیروهای اینرسی ناشی از جاری شدن سازه و تغییرات پارامترهای دینامیكی سازه در زمان پلاستیك شدن سازه را مورد توجه قرار دهد.

روش تحلیل استاتیكی فزاینده غیرخطی، روش ساده ای است كه برای برآورد پاسخ ناشی از رفتار غیرخطی سازه ها و اجتناب از انجام تحلیل دینامیكی غیرخطی متداول شده است. با توجه به نتایج نسبتاً قابل قبول به دست آمده از این روش تحلیل بویژه برای سازه هایی كه مد اول تغییر شكل در آنها حاكم است، می‎توان آن را روش مناسب برای تخمین رفتار سازه دانست.

آنچه كه بر كارایی این روش می افزاید ، امكان تركیب آن با مفاهیم نیاز لرزه ای وبه دست آوردن تخمین از رفتار و پاسخ سازه طی حركت شدید زمین دلخواه می باشد . درواقع درروش تحلیل استاتیكی فزاینده غیر خطی مدی از این قابلیت استفاده شده است . با توجه به كاربرد روز افزون این روش برای تخمین پاسخ سازه ها ، محققان بسیاری به منظور شناخت و كاهش نقاط ضعف و بهبود روش فعالیت نموه اند . والی و هریس روش اعمال اثر های مد بالاتر را به صورت عملی برای سازه های موجود پیشنهاد كرده اند و كیلار و فایفر استفاده از این روش را برای ساختمان های نامنظم بسط داده اند. گوپتا و كونات با استفاده از تحلیل Pushover روشی برای تعیین تغییر مكان سازه بر پایه طیف پیشنهاد داده اند و در دستور العمل بهسازی لرزه ای ساختمان ها موجود این روش و نحوه استفاده از آن گنجانده شده است .

اصول اولیه به روش تحلیل استاتیكی فزاینده غیر خطی مدی (MPA)  در سال 2001 توسط چوپرا و گوئل پیشنهاد و در سال 2002 اصلاح گردید . دراین روش با استفاده از مفهوم سازه یكدرجه آزاد معادل و با اعمال نگاشت زلزله دلخواه درهر مد به طور جداگانه به دست می اید .