مقاله درباره روش تحلیل و استاندارد

دانلود پایان نامه

3-9-1- روش تحلیل استاتیکی غیرخطی براساس FEMA-356 و دستورالعمل بهسازی
روش کار در تحلیل استاتیکی غیرخطی بدین ترتیب است که ابتدا بارهای ثقلی به سازه اعمال می‌گردد، سپس بارهای جانبی به مجموعه بارها اضافه می‌شود علت این امر این است که در تحلیل‌های غیرخطی اصل جمع آثار به طور کلی معتبر نیست. لذا برای هر ترکیب بارگذاری لازم است تحلیل سازه از ابتدا و به طور کامل انجام شود. بنابراین بارهای ثقلی باید هم زمان با بارهای جانبی به سازه اعمال می‌شوند. به علاوه در تیرهای با دهانه بلند یا تیرهای تحت تأثیر بارهای ثقلی بزرگ ممکن است مفصل خمیری در نقطه‌ای غیر از دو انتها ایجاد گردد. از آنجا که به این ترتیب موقعیت مفصل خمیری تابع بار ثقلی می‌شود، لازم است بارهای ثقلی در تحلیل تحت اثر بارهای جانبی منظور گردد. هم چنین براساس ضوابط آیین‌نامه FEMA-356 و دستورالعمل بهسازی برای بررسی اثر هم زمان بارهای ثقلی و زلزله باید در هنگام اعمال نیروهای جانبی مقداری از بار محتمل ثقلی نیز روی سازه قرار داده شود. حد بالا و پایین بارهای ثقلی توسط روابط 1 و 2 محاسبه می‌شود. در ترکیب بارگذاری ثقلی و جانبی حد بالا و پایین اثرات بار ثقلی باید از روابط زیر محاسبه شود:
(1)
(2)
و به ترتیب بار مرده و زنده موثر براساس استاندارد 519 هستند. [15] اگر اثر بارهای ثقلی و جانبی در یک جهت باشند، به گونه‌ای که آثار یکدیگر را تشدید کنند آن گاه حد بالای ثقلی یعنی رابطه 1 بحرانی است اما چنانچه اثر بارهای ثقلی و زلزله در جهات مخالف هم باشند، به گونه‌ای که بارهای ثقلی از اثر بارهای زلزله بکاهند آن گاه حد پایین بارهای ثقلی یعنی رابطه 2 بحرانی خواهد بود. ترکیبات معرفی شده برای بارهای ثقلی فقط برای بررسی اثر هم زمان بارهای ثقلی و بارهای ناشی از زلزله است از این ترکیبات بار برای ارزیابی باربری ثقلی سازه نمی‌توان استفاده کرد.
3-10- رفتار اعضای سازه‌ای باتوجه به منحنی نیرو – تغییر شکل
رفتار اعضای سازه باتوجه به منحنی نیرو – تغییر شکل تحت اثر نیروهای اعمالی به صورت کنترل شونده توسط تغییر شکل (deformation – controlled) یا کنترل شونده توسط نیرو (force – controlled) طبقه بندی می‌شوند. منحنی نیرو – تغییر شکل براساس شکل 3-5 می‌تواند نمایش دهنده رفتار شکل پذیر، نیمه شکل پذیر یا ترد باشد.
شکل 3-5) سه نوع منحنی نیرو – تغییر شکل [2]
3-10-1- رفتار شکل پذیر نوع یک (Ductile Behavior, Type 1)
منحنی نیرو تغییر شکل نوع یک ( Type 1 curve) دارای چهار قسمت است در این منحنی خط 1-0 نشان دهنده رفتار الاستیک خطی است خط 2-1 نشان دهنده رفتار پلاستیک همراه با سخت شدگی کرنشی است از نقطه 2 تا 3 مقاومت به شدت کاهش می‌یابد، اما به طور کلی از بین نمی‌رود و در نقطه 3 باز هم توانایی تحمل بارهای ثقلی وجود خواهد داشت برای آن که اعضای اصلی با این نوع رفتار کنترل شونده توسط تغییر شکل محسوب شوند بیاید باشد، در غیر این صورت اعضای اصلی کنترل شونده توسط نیرو محسوب می‌شوند اعضای غیراصلی با این نوع رفتار با هر نسبتی از e/g کنترل شونده توسط تغییر شکل محسوب می‌شوند.
3-10-2- رفتار شکل پذیر نوع دو (Ductile Behavior, Type 2)
منحنی نیرو – تغییر شکل نوع دو (Type 2 cure) دارای سه قسمت است اعضایی که دارای منحنی نیرو – تغییر شکل نوع دو هستند نیمه شکل پذیر نیز نامیده می‌شوند. در این منحنی خط 1-0 نشان دهنده رفتار الاستیک خطی است. خط 3-2-1 نشان دهنده رفتار پلاستیک است بعد از نقطه 3 و 2 مقاومت به شدت کاهش می‌یابد و دیگر توانایی تحمل بارهای ثقلی وجود نخواهد داشت. برای آن که اعضای اصلی و غیراصلی با این نوع رفتار کنترل شونده توسط تغییر شکل محسوب شوند باید باشد در غیر این صورت اعضای اصلی و غیراصلی با این نوع رفتار کنترل شونده توسط نیرو محسوب می‌شوند.
3-10-3- رفتار تردد (Brittle or Nouductile Behavior, Type 3)
منحنی نیرو – تغییر شکل نوع سه (Type cure3) دارای دو قسمت است. در این منحنی
1-0 نشان دهنده رفتار الاستیک خطی است. بعد از نقطه 1، 2 و 3 مقاومت به شدت کاهش می‌یابد و دیگر توانایی تحمل بارهای ثقلی وجود نخواهد داشت. اعضای اصلی و غیراصلی با این نوع رفتار کنترل شونده توسط نیرو محسوب می‌شوند.
در شکل‌های 3-6، 3-7 و 3-8 به ترتیب منحنی‌های نیرو تغییر شکل برای اعضای بارفتار شکل پذیر زیاد متوسط و تردد به همراه سطوح خرابی نشان داده شده است.
شکل 3-6) منحنی نیرو – تغییر شکل برای اعضای با قابلیت شکل پذیری زیاد
شکل 3-7) منحنی نیرو – تغییر شکل برای اعضای با قابلیت شکل پذیری متوسط
شکل 3-8) منحنی نیرو – تغییر شکل برای اعضای با قابلیت شکل پذیری کم
در جدول 3-13 طبقه بندی بعضی از اعضای سازه‌ای از لحاظ کنترل شونده بودن توسط نیرو یا کنترل شونده بودن توسط تغییر شکل در سیستم‌های سازه‌ای قاب خمشی مهاربندی شده و دیوار برشی آورده شده است. همانطور که با توجه به این جدول دیده می‌شود، بعضی از اعضا در مقابل بعضی از نیروها کنترل شونده توسط نیرو و برای بعضی دیگر از نیروها کنترل شونده توسط تغییر شکل هستند.
جدول 3-13) تعیین نوع رفتار اعضاء باتوجه به نوع سیستم سازه‌ای و نیروهای وارده[2]
عضو
تلاش‌های کنترل شونده توسط تغییر شکل
تلاش‌های کنترل شونده توسط نیرو
قاب خمشی
– تیرها
– ستون‌ها