دانشگاه آزاد واحد شهرکرد
دانشکده فني و مهندسي
پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد
در رشته مهندسي عمران- زلزله
عنوان :
ارزیابی ضریب رفتار قاب های بتن آرمه متداول ایران با استفاده از روند آیین نامه FEMA P695
استاد راهنما :
دکتر تاجمیر ریاحی
استاد مشاور :
دکتر محمد علی رهگذر
نگارش :
مجتبی مردانی بلداجی
بهمن 1391
بسمه تعالی
« يرفع الله الذين امنوا منكم و الذين اوتوالعلم درجات»
قرآن كريم
« دانشگاه آزاد اسلامی – واحد شهرکرد »
تأئیدیه صلاحیت علمی پایان نامه کارشناسی ارشد
عقايد و نظرات مطرح شده در این رساله مستقيماً به نگارنده آن مربوط است و اين دانشگاه آماده پذيرش پيشنهادهای منتقدین محترم مي‌باشد.
دكتر ابراهيم رحيمي
معاون پژوهش و فناوري دانشگاه آزاد اسلامي
واحد شهركرد
رساله تحصیلی آقاي مجتبی مردانی بلداجی در جلسه مورخ 16/11/1391 متشكل از استادان زير با درجه بسیارخوب و نمره 18 مورد تأييد قرار گرفت.
1-دكترتاجمیر ریاحیاستاد راهنما امضاء
2- دكترمحمد علی رهگذراستاد مشاور امضاء
3- مهندسکیوان مصیبیاستاد داور امضاء
دکتر مرتضي رئيسي
مدير گروه كارشناسي ارشد عمران
دانشگاه آزاد اسلامي – واحد شهرکرد
تعهد نامه
عنوان پایاننامه: ارزیابی ضریب رفتار قاب های بتن آرمه متداول ایران با استفاده از روند آیین نامهFEMA P695
اینجانب مجتبی مردانی بلداجی دانشجوی کارشناسی ارشد رشته عمران گرايش زلزله دانشکده فني و مهندسي دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد تحت راهنمایی دكتر تاجمیر ریاحی متعهد می‌شوم:
– نتایج ارائه شده در این پایاننامه حاصل مطالعات علمی و عملی اینجانب بوده، مسئولیت صحت و اصالت مطالب مندرج را به طور کامل بر عهده میگیرم.
– در خصوص استفاده از نتایج پژوهشهای محققان دیگر به مرجع مورد نظر استناد شده است.
– کلیه حقوق معنوی این اثر به دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد تعلق دارد. مقالات مستخرج از پایاننامه، به نام دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد(Islamic Azad University-Shahrekord Branch) به چاپ خواهد رسید.
– حقوق معنوی تمام افرادی که در دست آمدن نتایج اصلی پایاننامه تأثیر گذار بودهاند در مقالات مستخرج از آن رعایت خواهد شد.
– در خصوص استفاده از موجودات زنده یا بافتهای آنها برای انجام پایاننامه، کلیه ضوابط و اصول اخلاق مربوطه رعایت شده است.
15/11/1391
مجتبی مردانی بلداجی
مالکیت نتایج و حق نشر
کلیه حقوق معنوی این اثر و محصولات آن(مقالات مستخرج، برنامههای رایانهای، نرم افزارها و تجهیزات ساخته شده) به دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد تعلق دارد و بدون اخذ اجازه کتبی از دانشگاه قابل واگذاری به شخص ثالث نیست.
استفاده از اطلاعات و نتایج این گزارش نهایی بدون ذکر مرجع مجاز نیست.
معاونت پژوهش و فن آوري
به نام خدا
منشور اخلاق پژوهش
با ياري از خداوند سبحان و اعتقاد به اين كه عالم محضر خداست و همواره ناظر بر اعمال انسان و به منظور پاس داشت مقام بلند دانش و پژوهش و نظر به اهميت جايگاه دانشگاه در اعتلاي فرهنگ و تمدن بشري، ما دانشجويان و اعضاء هيات علمي واحدهاي دانشگاه آزاد اسلامي متعهد مي‌گرديم اصول زير را در انجام فعاليت هاي پژوهشي مد نظر قرار داده و از آن تخطي نكنيم:
1- اصل حقيقت جويي: تلاش در راستاي پي جويي حقيقت و وفاداري به آن و دوري از هرگونه پنهان سازي حقيقت.
2- اصل رعايت حقوق: التزام به رعايت كامل حقوق پژوهشگران و پژوهيدگان (انسان، حيوان و نبات) و ساير صاحبان حق
3- اصل مالكيت مادي و معنوي: تعهد به رعايت كامل حقوق مادي و معنوي دانشگاه و كليه همكاران پژوهش
4- اصل منافع ملي: تعهد به رعايت مصالح ملي و در نظر داشتن پيشبرد و توسعه كشور در كليه مراحل پژوهش
5- اصل رعايت انصاف و امانت: تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داري غير علمي و حفاظت از اموال، تجهيزات و منابع در اختيار
6- اصل رازداري: تعهد به صيانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد، سازمان‌ها و كشور و كليه افراد و نهادهاي مرتبط با تحقيق
7- اصل احترام: تعهد به رعايت حريم‌ها و حرمت‌ها در انجام تحقيقات و رعايت جانب نقد و خودداري از هرگونه حرمت شكني
8- اصل ترويج : تعهد به رواج دانش و اشاعه نتايج تحقيقات و انتقال آن به همكاران علمي و دانشجويان به غير از مواردي كه منع قانوني دارد.
9- اصل برائت: التزام به برائت جويي از هرگونه رفتار غيرحرفه‌اي و اعلام موضع نسبت به كساني كه حوزه علم و پژوهش را به شائبه‌هاي غيرعلمي مي‌آلايند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده1
فصل اول « بررسي آناليز استاتيکي غير خطي »
1-1- مقدمه3
1-2- مروری بر روشهای تحلیل لرزهای سازه ها5
1-2-1- تحلیل استاتیکی معادل5
1-2-2- تحلیل دینامیکی خطی6
1-2-2-1- تحلیل دینامیکی طیفی یا تحلیل مودال7
1-2-2-2- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی خطی7
1-2-3- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی8
1-3- تحليل پوش آور مرسوم9
1-3-1- مطالعه مقایسه ای آنالیز استاتیکی غیرخطی با آنالیز دینامیکی غیرخطی9
1-3-2- اساس تحليل استاتيکي فزاينده غير خطي10
1-3-3- مزايا و نتايج قابل حصول از آناليز پوش آور12
1-3-4- روش انجام تحليل پوش آور مرسوم 13
1-3-5- ارکان اصلي در انجام آناليز استاتيکي غير خطي15
1-4- پوش آور مودي15
1-5- مقدمه ای بر آناليز پوش آور تطبيقي 15
1-6- نتيجه گيري16
فصل دوم « بررسی ضریب رفتار و اجزاء تشکیل دهنده آن »
2-1- مقدمه18
2-2- تاريخچه مطالعاتي ضريب رفتار20
2-3- روشهاي محاسبه ضريب رفتار20
2-3-1- روشهاي آمريکايي22
2-3-1-1- روش طيف ظرفيت فريمن22
2-3-1-2- روش شکل پذيري يوانگ24
2-3-2- روشهاي اروپايي27
2-3-2-1- روش تئوري شکل پذيري27
2-3-2-2- روش انرژي29
2-4- تشريح اجزاي ضريب رفتار30
2-4-1- شکل پذيري30
2-4-1-1- ضريب شکل پذيري کلي سازه30
2-4-1-2- ضريب کاهش نيرو توسط شکل پذيري30
2-4-2- مقاومت افزون32
2-4-2-1- عوامل مؤثر در مقاومت افزون33
2-4-2-2- چگونگي محاسبه مقاومت افزون35
2-4-2-3- استفاده از ضريب مقاومت افزون در ترکيبهاي بارگذاري آيين نامهها36
2-4-2-3- تاريخچه اعدادي محاسبه شده براي مقاومت افزون37
2-4-3- درجه نامعيني38
2-4-3-1- تئوري قابليت اعتماد در سيستم هاي سازه اي 39
2-4-3-2- اثر نامعيني سازه اي در آيين نامه هاي مختلف42
2-4-3-3- آثار درجه نامعيني بر پاسخ لرزه اي سازه ها44
2-5- محاسبه ضریب رفتار توسط آنالیز تاریخچه زمانی44
2-5-1- معیار های عملکرد در آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی45
2-5-1-1- معیار تغییر مکان نسبی بین طبقات46
2-5-1-2- معیار پایداری46
2-6-روش بررسی ضریب رفتار با روند fema p695 47
2-7- نتیجه گیری56
فصل سوم « مدلسازی مسئله »
3-1-مقدمه58
3-2-فرضیات58
3-3-تحلیل استاتیکی خطی59
3-4-تحلیل پوش آور64
3-5-تحلیل دینامیکی غیر خطی(incremental dynamic analysis)68
فصل چهارم « ارزیابی ضرایب رفتار قاب ها »
4-1-مشخصات دینامیکی مدل ها74
4-2- ضریب بیش مقاومت74
4-3-محاسبه ظرفیت خرابی بوسیله آنالیز IDA76
4-4- بررسی خرابی83
فصل پنجم « نتیجه گیری »
5-1 نتیجه گیری85
منابع87
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 2-1- مقادير ضرايب نامعيني در ATC-19 و مقادير محاسبه شده از پيشنهاد موسز42
جدول2-2- نسبت دقت برای نیاز طراحی48
جدول2-3- نسبت دقت برای آزمایش مصالح49
جدول2-4 جهت محاسبه SSF53
جدول2-554
جدول2-655
جدول 3-1 مشخصات مصالح59
جدول 3-2 انواع قاب ها60
جدول 3-3 نتایج تحلیل استاتیکی خطی62
جدول3-4 خروجی پوش آور68
جدول 3-5 انواع شتاب نگاشت و ضریب نرمال سازی شتاب نگاشت ها69
جدول4-174
جدول4-275
جدول4-3 خروجی پوش آور75
جدول4-476
جدول 4-577
جدول4-678
جدول4-778
جدول 4-8 خروجی IDA79
جدول 4-980
جدول 4-1081
جدول 4-1181
جدول 4-1281
جدول4-13 نهایی82
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1-1 مراحل اعمال بار جانبي به سازه، از ايجاد تغييرشکلهاي ارتجاعي تا آستانه فرو ريزش در آناليز پوش آور11
شکل 1-2 منحني پوش آور14
شکل 2-1 نمودار منحني ظرفيت يک سازه متعارف25
شکل 2-2 مدل رفتاري ساده شده براي سيستم يک درجه آزاد28
شکل 2-3 طيف ارتجاعي و غير ارتجاعي با شکل پذيري ثابت 32
شکل 2-4 حالت های کلی ناپایداری.47
شکل2-5نمودار پوش آور50
شکل 2-6 نمودار IDA52
شکل 3-1 مقدار و نحوه بار گذاری بار مرده برای مدل پنج سقف با پنج دهانه60
شکل 3-2 ابعاد تیر و ستون مدل پنج سقف با پنج دهانه63
شکل 3-3 مقدار آرماتور طولی برای مدل پنج سقف با پنج دهانه63
شکل 3-4 منحنی رفتار فولاد مورد استفاده65
شکل 3-5 نمودار پوش اور مدل پنج دهانه پنج سقف67
شکل 3-6 نمودار IDA پنج دهانه سه سقف72
شکل 4-1 نمودار IDA پنج دهانه پنج سقف76
شکل 4-2 نمودار ADI سه دهانه سه سقف77
شکل 4-3 پوش اور نمودار مدل 3×380
شکل 4-4نمودار جابجایی نسبی طبقات83
چكيده
در حال حاضر به نظر می رسد که در اغلب آيين نامه هاي طراحي لرزه اي مقادير ضريب رفتار ارائه شده بر مبناء قضاوت مهندسي، تجربه و مشاهده عملکرد سازه در زلزله هاي گذشته و چشم پوشي از تراز مقاومت افزون استوار مي باشد، به همین دلیل نیاز است که ضریب رفتار با استفاده از روش های معتبر مورد نقد قرار گیرد. بدین منظور در این پایان نامه بر آن شدیم که با استفاده از روند آیین نامه FEMA p695 این ضریب را برای قاب های متداول ایران مورد بحث قرار دهیم.که روال انجام آن مختصرا به شرح زیر است. ما از نه قاب بتن آرمه با تنوع یک و سه و پنج طبقه و تعداد دهانه یک و سه و پنج دهانه استفاده کردیم که طراحی مدلهای سازه ای متنوع از یک سیستم سازه ای با توجه به آیین نامه های طراحی و بارگذاری مربوط، تشخیص میزان اطمینان از رفتار لرزه ای سیستم سازه ای مورد نظر، انجام آنالیز استاتیکی غیر خطی برای محاسبه ضریب اضافه مقاومت سازه ها و ضریب شکل پذیری بر مبنای پریود، محاسبه نسبت مرز خرابی بوسیله آنالیز دینامیکی غیر خطی و مقایسه این نسبت با نسبتهای پیشنهادی آیین نامه با توجه به اصلاحات شکل طیفی و غیره. به این منظور از نرم افزار های ETABS, Seismostruct استفاده می شود.و در پایان به بررسی خرابی یک نمونه از مدل ها می پردازیم.و از جداول و نمودارها نتایج لازم استخراج می نماییم.
کلید واژه ها : ضریب رفتار ،ضریب اضافه مقاومت ،FEMA p695 ،قاب های خمشی بتن آرمه
فصل اول
« بررسي آناليز استاتيکي غير خطي »

در حال حاضر به نظر مي رسد بهترين روش انجام آناليزهاي لرزه اي، آناليز ديناميکي غيرخطي باشد ولي به دليل پيچيدگي و زمان بر بودن آن محققين را بر آن داشته است تا طيف وسيعي از مطالعات در مورد آناليز هاي استاتيکي غيرخطي موسوم به پوش آور مرسوم داشته باشند.با توسعه کاربرد تحليل پوش آور در سالهاي اخير روشهاي پوش آور پيشرفته متعددي براي لحاظ کردن اثر مود هاي بالاتر و همچنين اثر تغیيرات مشخصات مودال سازه در طول تحليل ناشي از تسليم اعضاء پيشنهاد شده است. روشهاي پيشنهادي عموماً براي لحاظ کردن اثرات مود هاي بالاتر از چندين تحليل پوش آور با الگوي بارهاي متناسب با اشکال مودي سازه استفاده مي نمايد و نتايج حاصل از اين تحليل ها با يکديگر ترکيب مي شوند. در اين فصل فرايند توسعه روشهاي پوش آور به طور کامل شرح داده مي شود و در انتها آخرين نتايج به دست آمده توسط محققين ارائه مي گردد.

1-1- مقدمه
در سالهاي گذشته آناليز ارتجاعي، بيشترين کاربرد را جهت تحليل و بررسي رفتار سازه ها در مقابل زلزله داشته است، اما عملکرد سازه ها در زلزله ها نشان داده است که صرفاً تحليلهاي ارتجاعي براي اين منظور کافي نيستند. آناليز ديناميکي تاريخچه زماني غير خطي، دقيق ترين روش جهت بررسي رفتار سازه ها هنگام زلزله است، اما اين روش بسيار وقت گير و پيچيده است. در اين شيوه براي آناليز سازه نياز به مجموعه اي از شتابنگاشتهاي مختلف مي باشد تا بتوان بر اساس نتايج بدست آمده از آناليزهاي انجام شده تصميم مقتضي گرفت، ضمن اينکه تصميم گيري در مورد نتايج بدست آمده نياز به دانش و تخصص کافي در اين زمينه دارد.
در پي مشکلات عنوان شده پژوهشگران پيوسته به دنبال روشي بوده اند که بتواند با سرعت بالاتري سازه ها را در ناﺣﯿﮥ غير خطي تحليل کند. در اين راستا ايدﮤ تحليل استاتيکي فزايندﮤ غير خطي در سال 1975 توسط محققين مطرح گرديد و گامهاي اوليه در اين زمينه برداشته شد.
در روش مذکور، موسوم به آناليز پوش آور متداول، سازه تحت الگوي بارگذاري ثابت تا تغيير مکان معيني موسوم به تغيير مکان هدف جلو برده مي شود، مگر اينکه فروريزش سازه زودتر از رسيدن به تغيير مکان هدف رخ دهد. بعد از انجام آناليز قادر به استخراج نتايجي از قبيل منحني ظرفيت سازه، تغيير مکان نسبي طبقات، نيروهاي داخلي اعضاء و ديگر پاسخهاي لرزه اي سازه خواهيم بود .
لازم به ذکر است در طي سالهاي اخير تحليل پوش آور به عنوان يک فرايند کاربردي نقش موثري در جهت پيشرفت و توسعه آناليز هاي لرزه اي بر مبناي عملکرد داشته است و به طور گسترده اي در آيين نامه ها و دستوالعمل هاي بهسازي لرزه اي سازه ها مورد استفاده قرار گرفته است. در طي فرايند تحقيقات به عمل آمده در مورد روشهاي پوش آور از سوي محققين و در جهت رفع معايب پوش آور مرسوم که قادر نمي باشد اثر مودهاي بالاتر و اثر تغییر مشخصات مودال سازه در طول تحليل ناشي از تسليم اعضاء در نظر بگيرد روشهاي پوش‌آور جديدي براساس مفاهيم ترکيب مودال سازه ارائه گرديده است. در سال 2002 روش MPA1توسط چوپرا وگوئل پيشنهاد شد. در اين روش چندين تحليل پوش‌آور با الگوي بار متناسب با اشکال مودي الاستيک چند مود اول انجام گرفته سپس پاسخ لرزه‌اي سازه از ترکيب پاسخ‌هاي حاصل از هر مود با استفاده از روش ترکيب مجموع مربعات (SRSS) بدست مي‌آمد. از آنجايي که در مودهاي بالاتر افزايش جابجايي بام متناسب با افزايش جابجايي ساير طبقات نمي‌باشد و حتي در برخي موارد با افزايش برش پايه طبقه بام در جهت عکس حرکت مي‌کند لذا استفاده از جابجايي بام به عنوان نقطه کنترل تغيير مکان در مودهاي بالاتر با ابهاماتي روبه‌رو بوده است. در سال 2004 چوپرا وگوئل براي رفع اين نقيصه روش MMPA2 ارائه کردند. در تمام اين تحليل‌ها به علت آنکه الگوي بارگذاري ثابت است و باتوجه به کاهش سختي در طي تحليل الگوي بار بهنگام نمي شود همچنان اين آناليز ها ازنتايج خوبي برخوردار نبود.
پس از چوپرا وگوئل با انجام مطالعات‌و بررسي‌ها در جهت رفع نواقص روش هاي قبلي، روشهايي ابداع شد که در هرمرحله با کاهش سختي ناشي از تسليم اعضاء بارگذاري بهنگام مي شود و در سالهاي اخير توسط آنتونيو و پينهو جديدترين روشهاي پوش‌آور تطبيقي APA3 که به صورت يک مدل تحليل فيبري (Fiber)تحت عنوان روشهاي FAP4وDAP5توسعه يافته است. در ادامه پس از مروری بر آنالیز های لرزه ای مورد استفاده در آئین نامه ها به شرح کامل آنالیز استاتیکی غیر خطی خواهیم پرداخت.

1-2- مروری بر روشهای تحلیل لرزهای سازه ها
به منظور بررسی رفتار سازه در مقابل زلزله و همچنین طراحی لرزه‌ای، نیاز به تحلیل لرزه‌ای میباشد. انتخاب نوع تحلیل بستگی به عواملی همچون دقت مورد انتظار و توصیة آیین نامهها دارد. آنالیز لرزه‌ای سازهها به چهار روش استاتیکی و دینامیکیِ خطی و غیرخطی انجام می‌شود که در ادامه به آنها پرداخته خواهد شد.

1-2-1- تحلیل استاتیکی معادل
این روش از متداولترین شیوه‌های تحلیل لرزه‌ای است که در تمام آیین نامه‌های زلزله دنیا با اختلافاتی جزئی نسبت به یکدیگر از آن استفاده شده است. روش کار بدین گونه است که برش پایه طرح که درصدی از وزن سازه است و توسط ضریبی به نام ضریب زلزله بدست می آید، بر اساس یک الگوی بارگذاری مشخص در امتداد قائم سازه توزیع و به آن وارد میگردد. پس از این مرحله با استفاده از ترکیبات بارگذاری توصیه شده توسط آیین نامهها، تحلیل سازه با فرضیات و تئوری های حاکم بر رفتار ارتجاعی و خطی، انجام می گیرد و نیروهای داخلی اعضا استخراج و سپس طراحی صورت می پذیرد.
الگوی بارگذاری در آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله (استاندارد 2800 ایران) به شکل مثلثی و برگرفته از شکل مود اول الاستیک سازه است. در استاندارد 2800 ایران، نیروی برشی پایه ، مطابق رابطه زیر در ارتفاع ساختمان توزیع می گردد:
(1-1)
در رابطه (1-1):
: نیروی جانبی در تراز طبقهام، : ارتفاع طبقهام از تر از پایه،: ارتفاع طبقهام از تراز پایه، : وزن موثر طبقهام، : وزن موثر طبقهام و نیروی جانبی اضافی در تراز سقف که بوسیله رابطه زیر تعیین می شود:
(1-2)
نیروی نباید بیشتر از در نظر گرفته شود و چنانچه برابر یا کوچکتر از ثانیه باشد، می توان آن را برابر صفر اختیار نمود.

1-2-2- تحلیل دینامیکی خطی
از دیگر روشهای تحلیل لرزه‌ای سازهها که به طور کاربردی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد، تحلیل دینامیکی خطی است که به دو روش طیفی و تاریخچه زمانی صورت می‌پذیرد.

1-2-2-1- تحلیل دینامیکی طیفی یا تحلیل مودال
در این روش نیز مانند تحلیل استاتیکی معادل، رفتار اعضای سازه در طی تحلیل سازه ارتجاعی فرض می‌گردد. مشخصات دینامیکی سازه که در طی تحلیل از آن استفاده می‌گردد، مانند زمان تناوب مود‌ها و اشکال مودی، بر رفتار ارتجاعی استوار است. در این روش ابتدا مشخصات دینامیکی سازه در هر مود محاسبه می‌گردد (که امروزه این کار بوسیله نرم‌افزارهای تخصصی انجام می گیرد)، سپس شتاب پاسخ هر مود با توجه به زمان تناوب آن بر اساس طیف پاسخ زلزله مورد نظر یا طیف طرح آیین نامه محاسبه و به دنبال آن هر گونه پاسخ لرزه‌ای سازه در آن مود مانند برش پایه، نیروی طبقات، تغییرمکان نسبی طبقات، نیروی اعضا و … طبق مشخصات دینامیکی آن مود بدست خواهد آمد. پس از آن با استفاده از روشهای آماری معتبر مانند جذر مجموع مربعات6(SRSS) یا ترکیب مربعی کامل7(CQC) پاسخ مودها با یکدیگر ترکیب و به این ترتیب پاسخ کلی حاصل می‌گردد.

1-2-2-2- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی خطی
فرضیات این تحلیل نیز مانند تحلیل طیفی خطی بر اساس رفتار ارتجاعی اعضا و سازه استوار است. شیوه تحلیل بدین گونه است که پی سازه تحت اثر شتابنگاشت زلزله مورد نظر با به کارگیری روابط دینامیک سازه تحلیل می‌شود و پاسخهای سازه در هر گام زمانی ثبت می گردد و مجموعهای موسوم به تاریخچه پاسخ حاصل می گردد. در نهایت مهندس طراح بر اساس تاریخچه های پاسخ سازه در مقابل شتابنگاشتها و اتکا بر دانش و قضاوت مهندسی، در مورد چگونگی کاربرد پاسخ ها جهت طراحی سازه تصمیم خواهد گرفت.
خصوصیات شتابنگاشتهای انتخاب شده جهت تحلیل به شرح زیر است.
الف- حداقل باید سه زوج شتاب نگاشت انتخاب گردد که در این صورت حداکثر بازتاب در هر لحظه زمانی از این سه زوج به عنوان بازتاب نهایی تلقی می‌گردد. از هفت زوج شتابنگاشت نیز جهت تحلیل می‌توان استفاده کرد که در این حالت، بازتاب نهایی مورد نظر، میانگین بازتاب‌های بدست آمده خواهد بود.
ب- ساختگاههای شتابنگاشتها باید به لحاظ ویژگیهای زمین شناسی، تکتونیکی، لرزه شناسی و خصوصیات لایه‌های خاک با زمین محل ساختمان، تا حد امکان مشابهت داشته باشند.
ج- مدت زمان حرکت شدید زمین در شتابنگاشتها، حداقل برابر با 10 ثانیه یا سه برابر زمان تناوب اصلی سازه، هرکدام که بیشتر است باشد .

1-2-3- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی
در تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی رفتار سازه در حوزه غیرارتجاعی تحت شتابنگاشت زلزله مورد نظر بررسی می‌گردد. جهت حصول نتایج مطلوب لازم است مشخصات غیرخطی اجزا از قبیل مقاومت، سختی، میزان شکل‌پذیری و همچنین رفتار چرخه‌ای کامل آنها که در نرم افزار مدلسازی می‌گردد، با مشخصات رفتار واقعی آنها مطابقت داشته باشد. این مشخصات معمولاً بوسیله مدلهای ساخته شده در آزمایشگاهها تعیین می شوند . محاسبه تحلیلی پاسخ دینامیکی سازهها در حوزه غیرخطی، حتی اگر تغییرات زمانی تابع تحریک، تابع سادهای باشد، معمولاً امکان پذیر نیست، در نتیجه روش اصلی برای تحلیل سیستم های غیرخطی، روشهای عددی است که از آن جمله می توان به دو روش تفاضل مرکزی و روش نیومارک اشاره نمود. امروزه این کار به عهده رایانه هاست و اساس تحلیل در آنها به روشهای عددی استوار است. در این روش در هر گام زمانی از تحلیل، سختی سازه اصلاح می گردد و پاسخ سازه در آن گام بر اساس سختی اصلاح شده محاسبه می گردد که ثبت پاسخ ها در گامهای زمانی مربوطه منجر به تهیه تاریخچه پاسخ واقعی سازه خواهد شد .
لازم بذکر است که تحلیل سازه به روش تاریخچه زمانی غیرخطی تا حدودی مشکل و وقت گیر است، ضمن اینکه مدلسازی اعضای آن و از طرف دیگر بررسی نتایج تحلیل نیاز به تخصص کافی در این زمینه دارد. این روش معمولاً جهت کارهای تحقیقاتی و تحلیل سازههای خاص و حساس بکار
می رود.
بکارگیری روشهای دینامیکی در تحلیل لرزه‌ای کلیه سازه ها مناسب و اختیاری است، اما بر اساس استاندارد 2800 ایران برای ساختمانهای منظم با ارتفاع بیش از 50 متر از تراز پایه و ساختمانهای نامنظم بیش از 5 طبقه و یا ارتفاع بیش از 18 متر اجباری است.
با توجه به مسائل فوق و مشکل بودن این روش از تحلیل لرزه‌ای، محققین بدنبال روشی بوده اند که ضمن دارا بودن سرعت و دقت لازم در تحلیل، عملاً از سادگی نیز برخوردار باشد. حاصل تحقیقات، ارائه روش تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوشآور) در چند دهه گذشته و روند تکاملی آن در سالهای اخیر بوده است. در ادامه به این موضوع پرداخته می‌شود.

1-3- تحليل پوش آور مرسوم8
1-3-1- مطالعه مقایسه ای آنالیز استاتیکی غیرخطی با آنالیز دینامیکی غیرخطی
درسالهاي اخيرتحليل استاتيكي غيرخطي درمقايسه با تحليل هاي ديناميكي غيرخطي موردتوجه بيشتري قرارگرفته است.علت اين مسأله توانايي تحليل هاي استاتيكي غيرخطي درمحاسبه پارامترهاي سازهاي بدون نيازبه مدلسازي و محاسبات پيچيده خاص تحليل هاي ديناميكي غيرخطي است .
توضيح اينكه هرچند از روش هاي ديناميكي غيرخطي به دليل درنظرگرفتن توأم اثرات ديناميكي نيرو و رفتارغيرخطي اعضابه عنوان كاملترين روش ياد مي شود،امابه دليل مشكلاتي ازقبيل پيچيدگي،پرهزينه بودن وهمچنين حساسيت زياد نتايج آن به دقت مدل وفرضيات حركت زمين،كه عدم توجه به آنها باعث كاهش شديد دقت نتايج خواهدشد،باعث مي شود به سختي بتوان از اين روش براي مسائل كاربردي ومهندسي استفاده كرد.
عامل مهم ديگر يكه باعث تمايل بيشتر به استفاده ازروش تحليل استاتيك غيرخطي شده است، توانايي اين روش دردنبال كردن گام به گام رفتارسازه درطول عملكردغيرارتجاعي آن وتعقيب مكانيزم شكست دراعضاءمي باشد،كه اين مسأله درتحليل ديناميكي غيرخطي به سادگي ميسرنميشود. البته بايد توجه داشت كه دربكارگيري اين روش هاي ساده شده بايدعدم قطعيتهاراموردتوجه قرارداد تا بتوان روش مذكوررابه عنوان ابزاري در روش هاي طراحي براساس عملكردگنجاند.
اين روش به نحو مناسبي در سالهاي اخير مورد توجه مهندسين و محققين قرار گرفته و به عنوان ابزاري مناسب جهت تحليل و تخمين نياز لرزه‌اي سازه ها در محدوده غير خطي مورد استفاده قرار گرفته است. روش مذکور جاي خود را در بين روشهاي آناليز غير خطي به خوبي باز نموده تا جائيکه در سالهاي گذشته آيين نامه ها مباحث آنرا در سرفصل هاي خود جاي داده اند، تاکنون گزارشها و دستورالعمل هاي متعددي از جمله سري آيين نامه هاي FEMA9، ATC10 و همچنين دستورالعمل بهسازي لرزه اي ايران در اين زمينه منتشر شده اند .

1-3-2- اساس تحليل استاتيکي فزاينده غير خطي
اساس کلي روش مذکور موسوم به آناليز پوش آور مرسوم11 بدينگونه است که يک بار جانبي مطابق با الگوي بارگذاري ثابت و مشخصي به صورت فزاينده و گام به گام تا رسيدن به يک تغيير مکان از پيش تعيين شده به نام تغيير مکان هدف و يا فرو ريزش و خرابي نهايي سازه به آن اعمال مي‌شود. سپس در آن تغيير مکان نيازهاي لرزه‌اي سازه مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. در شکل (1-1) مراحل اعمال بار جانبي به سازه و تغيير شکل آن از حالت ارتجاعي تا فروريزش نشان داده شده است .

شکل (1-1): مراحل اعمال بار جانبي به سازه، از ايجاد تغييرشکلهاي ارتجاعي تا آستانه فرو ريزش در آناليز پوش آور

در اين روش رفتار يک سيستم چند درجه آزاد از طريق يک سيستم يک درجه آزاد معادل مورد مطالعه قرار مي گيرد. سيستم يک درجه آزاد معادل نماينده يک سيستم چند درجه آزادي در يک مود مشخص است که داراي خصوصيات مشابهي از جمله پريود و رفتار خطي و يا غير خطي اجزاء مي‌باشد. اين مفهوم در مهندسي زلزله جايگاه و کاربرد ويژه اي دارد که مي توان به تهيه طيف پاسخ زلزله بوسيله آن اشاره نمود.
ارتباط اصلي بين اين دو سيستم در آناليز استاتيکي غير خطي بوسيله ضريب مشارکت مودي، مود اصلي سيستم چند درجه آزاد، ايجاد مي گردد. اين ضريب از رابطه (1-3) قابل محاسبه است.
(1-3)
که و به ترتيب بردار شکل مود اصلي و بردار جرم سيستم چند درجه آزاد مي‌باشند.
حال با داشتن ضريب انتقال و نتايج تحليل پوش آور سيستم چند درجه آزاد و بکارگيري رابطه (1-4) مشخصه هاي نيرو- تغيير شکل سيستم يک درجه آزاد تعيين مي‌گردند.
(1-4)
در روابط فوقو به ترتيب تغيير مکان (بام) و برش پايه نظير آن در سيستم چند درجه آزادي می باشند.
بدين ترتيب منحني ظرفيت سيستم يک درجه آزاد معادل قابل ترسيم است.
اگر چه اين روش از تئوري قوي برخوردار نيست اما مطالعات پژوهشگران نشان داده است که اگر مود اصلي در رفتار سازه حاکم باشد در نظر گرفتن ضريب انتقال به صورت ثابت در مقابل تغييرات کوچک تا متوسط بردار شکل هنوز مي تواند تخمين خوبي جهت تبديل سيستم چند درجه آزاد به يک درجه آزاد باشد.
حداکثر تغيير مکان سيستم يک درجه آزاد معادل، که در معرض حرکات زمين ناشي از زلزله قرار گرفته است را مي توان بوسيله طيف هاي ارتجاعي، غير ارتجاعي و يا آناليز تاريخچه زماني بدست آورد. پس از تعيين تغییر مکان در سيستم يک درجه آزاد، حداکثر تغيير مکان سيستم چند درجه آزاد با استفاده از رابطه (1-4) تخمين زده خواهد شد.
لازم به توضيح است که تخمين و محاسبه تغيير مکان حداکثر يک سيستم يک درجه آزاد در مقابل حرکات زمين، موسوم به تغيير مکان هدف از طريق طيف پاسخ و يا آناليز تاريخچه زماني گستردهاي همچون تحليل طيف ظرفيت را در بر مي‌گيرد.

1-3-3- مزايا و نتايج قابل حصول از آناليز پوش آور
با توجه به اينکه اين روش از تحليل، رفتار سازه را در حالت غير ارتجاعي نيز بررسي مي کند بسياري از خصوصيات رفتاري سازه که در روشهاي خطي قابل دستيابي و مشاهده نيست و از نظر پنهان مي‌ماند را هر چند همراه خطا و داراي تقريب، نمايان مي کند با چنين اطلاعاتي دقت و ميزان صحت تصميم گيري مهندس و يا محقق جهت اقدامات بعدي افزايش مي يابد از جمله موارد کلي استفاده از نتايج تحليل پوش آور مي توان به تهيه منحني ظرفيت سازه (برش پايه در مقابل تغيير مکان بام) در مقابل بار جانبي اعمال شده تخمين تغيير مکان نسبي طبقات، برآورد ميزان چرخش مفاصل پلاستيک ايجاد شده، تخمين تغيير مکان جانبي سازه و هرگونه پاسخ سازه نسبت به حرکات زمين و بار جانبي که جهت بررسي رفتار لرزه اي سازه بدان نياز داريم اشاره نمود.
نتايج قابل مشاهده و دريافت از آناليز استاتيکي غير خطي که توسط کراوينکلر و سنويراتنا (1988) ارائه شده به قرار زير است .
1- برآورد نيروهاي واقعي در اعضاي ترد و غير شکل پذير از قبيل نيروي محوري در ستونها و لنگر ايجاد شده در اتصالات تير به ستون و برش در اعضاي کوتاه که رفتار برشي در آنها حاکم است.
2- تخمين تغيير شکل مورد نياز اجزاء سازه که جهت اتلاف انرژي ناشي از زلزله بايد در ناحيه غير ارتجاعي تحمل نمايند.
3- اثرات کاهش مقاومت اجزاي خاص بر پايداري سازه.
4- تعيين محل هاي بحراني در سازه مانند مکانهايي که دچار تغيير شکل هاي زياد مي شوند.
5- تعيين نامنظمي هاي در پلان يا ارتفاع که باعث تغيير در مشخصات ديناميکي سازه در ناحيه غير ارتجاعي مي گردند.
6- تخمين تغيير مکانهاي داخلي طبقات با در نظر گيري ناپيوستگي سختي و مقاومت (مانند طبقه نرم) و جلوگيري از اين نوع خرابي ها در سازه.
7- ترتيب جاري شدن و شکست اعضاء و بررسي پيشرفت منحني ظرفيت سازه.
8- بررسي کفايت مسير بار با در نظر گيري تمام اجزاء سازه اي و غير سازه اي سيستم به عبارت ديگر بررسي کفايت مسير انتقال بار جانبي با توجه به ترکيب هندسي موجود سازه.
9- پارامترهاي رفتار لرزه اي سازه (مثل شکل پذيري، ضريب رفتار، …)

1-3-4- روش انجام تحليل پوش آور مرسوم
منحني ظرفيت سازه به عنوان نموداري كه محورافقي آن تغييرمكان افقي نقطه كنترل سازه مي باشدومحورقائم آن برش پايه اعمالي بهسازهاست،ازتحليل استاتيكي فزاينده غيرخطي12 حاصل ميشود. نمونهاي از منحني ظرفيت سازه در شکل (1-2) نشان داده شده است.تحليل استاتيكي فزاينده غير خطي سازهبا استفاده از نرمافزارهايينظير ETABS،SAP2000 و .. .به راحتي قابل انجام است.
نامهاي انجام يك تحليل استاتيكي فزاينده غيرخطي به صورت زيرفهرست ميشود.
شکل(1-2): منحني پوش آور[10].

1- ايجاديك مدل رياضي از سازه.
2-اعمال بارجانبي به سازه،پس ازتعيين الگوي بارگذاري جانبي.
3-افزايش بارجانبي اعمالي به سازه تاجاييكه بعضي ازاعضاي سازه به حدتسليم برسند.
4-ثبت برش پايه اعمالي درآن مرحله وتعيين تغييرمكان نقطه كنترل براي كنترل رفتار و استفاده درمراحل بعد،ثبت نيروهاي سايراعضا نيزلازم است.
5-بازسازي مدل با فرض سختي جانبي صفر براي اعضاي جاري شده سازه.
6-افزايش بارجانبي بهسازه تاجاييكه عضوهاي ديگري ازسازه جاري شوند.
7-ثبت برش پايه وتغييرمكان نقطه كنترل.
8- روند 3 تا 7 تاجائي تكرارميشوندتا اينكه سازه يا براثرعواملي مانند ناپايدار شود و يا اينكه به تغيير مكان مشخص ازپيش تعيين شدهاي برسد.
9-رسم برش پايه بدست آمده درمراحل مختلف درمقابل تغييرمكان نقطه كنترل سازه.

1-3-5- ارکان اصلي در انجام آناليز استاتيکي غير خطي
در آناليز استاتيکي فزاينده غير خطي سه مطلب اساسي بايد مورد توجه قرار گيرد که عبارتند از مشخصات غير خطي اجزاء، الگوي بارگذاري جانبي و تعيين تغيير مکان هدف. عدم شناخت کافي نسبت به موارد مذکور باعث ايجاد خطا در نتايج و تشديد آن در مراحل بعدي خواهد شد .
استفاده از الگوي بارگذاري متناسب با واقعيت، مدلسازي دقيق رفتار غير خطي اجزاء سازه و تعيين تغيير مکان هدف صحيح، منجر به کسب نتايج با دقت بيشتر و تخمين مناسب نيازهاي لرزه اي در آناليز سازه خواهد شد. در ادامه به آنها پرداخته مي شود.

1-4- پوش آور مودي
استفاده از روشهاي تحليل استاتيكي غيرخطي درتخمين عملكردسازههادرهنگام زلزله بسيار مورد توجه متخصصين قرارگرفته است. از فرضیات اين روش این است که، رفتارسازه توسط موداول كنترل مي گردد وشكل اين مود درتمامي مدت تحليل ثابت مي ماند،كه هر دوي اين فرضیات غلط مي باشند.امانتايج نشان دهندةتقريب مناسب اينروش مي باشد. درجهت بهبود هرچه بيشترروش تحلیل استاتيكي فرايندةغيرخطي، روش تحلیل استاتيكي فزاينده غيرخطي مودي13(MPA) باتوجه به اصول ديناميك سازههاارائه شده است كه امكان در نظرگيري تمامي مودهاي مؤثردرپاسخ سازه رابه كاربرمي دهد.

1-5- مقدمه ای بر آناليز پوش آور تطبيقي
با محاسبه سختي لحظه اي اعضاء و در نتيجه ماتريس سختي کل در هر گام از آناليز در هنگام اعمال بار جانبي به سازه، شاهد کاهش سختي سازه خواهيم بود. اين موضوع نه تنها باعث تغيير پاسخ سازه به حرکات زمين مي گردد، بلکه همچنين باعث تغيير توزيع نيروهاي اينرسي در ارتفاع سازه خواهد شد. براي تحقق اين فرضيات بايد از آناليز پوش آور تطبيقي استفاده گردد و همچنين در هرگام با توجه به کاهش سختي المانهاي سازه بايد الگوي بارگذاري اصطلاحاً به هنگام گردد. همانطور که در قسمت نواقص و معايب آناليز پوش آور متداول بيان گرديد، تغييرات فوق در خلال آناليز منظور نمي گردد و الگوي بارگذاري با يک توزيع ثابت به سازه وارد مي شود و اين يک منبع خطاي مهم در ارزيابي لرزه اي سازه محسوب مي گردد. اساس روش پوش آور تطبيقي به دو گونه انجام مي شود؛ پوش آور تطبيقي مبتني بر نيرو14 و مبتني بر جابجايي15.

1-6- نتيجه گيري
در اين فصل با توجه به نتایج مشاهده شده توسط روش هاي تحليل پوش آور به هنگام شونده و مقایسه روش پوش آور تطبيقي مبتني بر نيرو با نتايج آناليز ديناميکي غير خطي و پوش آورهاي متداول، طبق نتايج بدست آمده از اين روش در سازه های کوتاه به علت تاثیر کمتر اثر مود های بالاتر می توان گفت نتایج این آنالیز معتبر است ولی مطابق با بررسی های که توسط پاپینکولار و النشای در سال 2006 انجام داده اند و ثابت نمودند به دلیل اینکه در روش FAP به علت استفاده از قوانین ترکیب مودال درجه دوم مثل SRSS تغیر علامت نیرو های مودال در طبقات مختلف مود های بالا تر از بین رفته و علامت مولفه های بردار الگوی بار اعمالی در تمام طبقات یکسان است، می توان گفت نتایج تحلیلیFAP در سازه های بلند که اثر مود های بالاتر تاثیر گذاری بیشتری دارند، نه تنها بهبودي در نتايج حاصل نکرده است، بلکه نتايج به سمت مسير گمراه کننده پيش مي رود. در مقابل، نتايج بدست آمده از آناليز پوش آور تطبيقي بر اساس جابجايي در سازه های بلند داراي نتايج قابل قبول تري نسبت به آناليز مبتني بر نيرو و پوش آورهاي ديگر می باشد.

فصل دوم
« بررسی ضریب رفتار و اجزاء تشکیل دهنده آن »

آیین نامه های طراحی لرزه ای، نیرو های لرزه ای برای طراحی ارتجاعی سازه را از یک طیف خطی که وابسته به زمان تناوب طبیعی سازه و شرائط خاک محل احداث سازه می باشد، به دست
میآورند و جهت در نظر گرفتن اثر رفتار غیر ارتجاعی و اتلاف انرژی بر اثر رفتار هیسترتیک ، میرائی و اثر مقاومت افزون سازه، این نیروی ارتجاعی را به وسیله ضریب کاهش مقاومت یا به عبارت دیگر ضریب رفتار سازه به نیروی طراحی مبدل می نماید. در حال حاضر به نظر می رسد که در اغلب آيين نامه هاي طراحي لرزه اي مقادير ضريب رفتار ارائه شده بر مبناء قضاوت مهندسي، تجربه و مشاهده عملکرد سازه در زلزله هاي گذشته و چشم پوشي از تراز مقاومت افزون استوار مي باشد، به همین دلیل محققین روش های تئوریکی جهت محاسبه ضریب رفنار ارائه نموده اند که در این فصل به طور کامل تشریح گردیده است.

2-1- مقدمه
به طور کلي مي توان گفت طراحي سازه ها بر اساس آناليز هاي لرزه اي بر اين مبناء است که رفتار ساختمان در مقابل نيرو هاي ناشي از زلزله هاي کوچک، بدون خسارت در محدوده ارتجاعي باقي بماند و در هنگام وقوع زلزله هاي شديد که رفتار سازه وارد ناحيه غير خطي مي شود ضمن حفظ پايداري کلي خود، خسارتهاي سازه اي و غير سازه اي را تحمل کند، به همين منظور طراحي لرزه اي سازه در هنگام ورود به ناحيه غير خطي مستلزم آناليز هاي غير خطي مي باشد.
مي توان گفت يک تحليل ديناميکي غير خطي بيانگر رفتار صحيح و واقعي سازه به هنگام وقوع زلزله مي باشد امّا با توجه به پيچيده بودن و پر هزينه بودن آناليز هاي غير خطي و زمان بر بودن اين نوع تحليل ها، روشهاي تحليلي بر مبناء آناليز در محدوده رفتار خطي سازه با نيروي کاهش يافته زلزله صورت مي گيرد.
از طرفي تحليل و طراحي سازه ها صرفا بر اساس رفتار ارتجاعي اعضاء و عدم توجه به رفتار غير خطي در هنگام وقوع زلزله باعث ايجاد شدن طرحي غير اقتصادي که شامل مقاطع سنگين براي طرح خواهد بود مي شود.
از اينرو آيين نامه هاي لرزه اي، نيرو هاي براي طراحي ارتجاعي سازه را از يک طيف خطي که وابسته به زمان تناوب طبيعي سازه و شرائط خاک محل احداث سازه مي باشد، به دست مي آورند و جهت در نظر گرفتن اثر رفتار غير ازتجاعي و اتلاف انرژي بز اثر رفتار هيسترتيک، ميرايي و اثر مقاومت افزون سازه اين نيروي ارتجاعي را به وسيله ضريب کاهش مقاومت يا به عبارت ديگر ضريب رفتار سازه به نيروي طراحي مبدل مي نمايند.
با توجه به اينکه ضرائب رفتار تعين شده توسط آيين نامه هاي لرزه اي بر پايه مشاهدات عملکردي سيستم هاي سازه اي مختلف در زلزله هاي اتفاق افتاده و بر اساس قضاوت مهندسي استوار است در جهت رفع نگراني پژوهشگران بابت فقدان ضرائب رفتار معقول و مبتني بر مطالعات تحقيقاتي و پشتوانه محاسباتي در سالهاي اخير آيين نامه ها لرزه اي بر اين اساس مدون گرديده اند که رفتار هاي هيستر تيک، شکل پذيري، مقاومت افزون، ميرايي و ظرفيت سازه در هنگام استهلاک انرژي را جهت محاسبه ضريب رفتار در نظر بگيرند.
در اين فصل به طور کلي تمام اجزاء ضريب رفتار شرح داده مي شود.

2-2- تاريخچه مطالعاتي ضريب رفتار
در اغلب آيين نامه هاي طراحي لرزه اي مقادير ضريب رفتار ارائه شده بر مبناء قضاوت مهندسي، تجربه و مشاهده عملکرد سازه در زلزله هاي گذشته و چشم پوشي از تراز مقاومت افزون استوار مي باشد. به همين دليل مقادير عددي ضرائب رفتار به کار برده در آيين نامه ها مختلف متفاوت مي باشد به طوري که مي توان گفت محدوده عددي ضريب رفتار براي سازه هاي بتن مسلح با سيستم قاب خمشي در آيين نامه هاي اروپايي مانند EC8 بين عدد هاي 5/1 تا 5 است در صورتيکه براي همين نوع سيستم سازه اي در آيين نامه هاي آمريکايي مقادير ضريب رفتار تا عدد 8 هم بيان گرديده است، از اينرو مي توان گفت سازه هايي که مطابق آيين نامه هاي EC8 طراحي شده اند داراي طراحي هاي سنگين تري نسبت به طراحي هاي که مطابق آيين نامه هاي آمريکايي انجام گرفته است مي باشند. اگر به طور خاص آيين نامه طراحي لرزه اي ايران را مورد مطالعه قرار دهيم، مي توان گفت به دليل آنکه ضرائب رفتار تعين شده بر مبناء قضاوت مهندسي است داراي کاستي هايي به شرح زير مي باشد:
1- براي سيستم هاي سازه اي، از يک نوع با ارتفاع ها و زمان تناوب ارتعاش متفاوت از ضرائب رفتار يکساني استفاده ميشود.
2- در R تاثير شکل پذيري و مقاومت افزون و درجه نامعيني به صراحت نيامده است.
3- اثر لرزه خيزي منطقه در Rلحاظ نشده است.
4- اثر شرائط خاک در R لحاظ نشده است.

2-3- روشهاي محاسبه ضريب رفتار
همانطور که از پيش ذکر شد روشهاي سنتي چگونگي محاسبه ضريب رفتار براي سيستم هاي سازه اي بر اساس قضاوت مهندسي انجام مي شده است، در طي سالهاي اخير روشهاي علمي قابل اعتماد و جديدي توسط تحقيقات نيومارک ارائه گرديده است.
مي توان گفت جديد ترين رابطه هاي ارائه شده براي ضريب رفتار رابطه اي است که سه عامل شکل پذيري، مقاومت افزون و در جه نامعيني را در بر دارد. دو عامل شکل شکل پذيري و مقاومت افزون براي کشور هاي مختلف مي تواند متفاوت مي باشد، زيرا به متغير هاي کيفي و کمي متعددي مانند فرهنگ ساخت و ساز و روشهاي اجرائي، ناحيه لرزه خيزي و آيين نامه بارگذاري و طراحي بستگي دارد.
از اوائل دهه 1980 در انجمن فن آوري کاربردي (ATC) در طي پژوهشهاي فريمن و يوانگ تلاش محققين به سمت تجزيه ضريب رفتار به عوامل تشکيل دهنده آن سوق پيدا نمود.
قابل توجه است که عامل نامعيني ابتدا در آيين نامه هاي ATC-19 و ATC-40 و سپس در آيين نامه UBC-1997 مطرح گرديد.
در سال 1995 محققين براي محاسبه ضريب رفتار رابطه (2-1) را پيش نهاد نمودند.
(2-1)
که در رابطه فوق ضريب کاهش نیرو ناشي از مقاومت افزون و ضريب کاهش نيرو ناشي از شکل پذيري و کاهش نيرو ناشي از نامعيني يا به عبارت ديگر ضريب درجه نامعيني سازه مي باشد.
به طور کلي تقسيم بندي که در مورد روشهاي محاسبه ضريب رفتار مي توان گفت به صورت زير مي باشد:
1- روش هاي آمريکايي
2- روشهاي اروپايي
در طي مطالعات پزوهشگران گذشته روشهاي آمريکايي نسبت به روشها اروپايي از ابتکار عمل ساده تري برخوردار بوده اند، به همين جهت در اين رساله براي به دست آوردن نتايج ضريب رفتار صرفا” از روش هاي آمريکايي استفاده گرديده است.

2-3-1- روشهاي آمريکايي
از بين روشهاي آمريکايي دو روش طيف ظرفيت فريمن و روش يوانگ معتبر تر مي باشند از اينرو در ادامه به صورت جزئي به شرح کامل اين دو روش مي پردازيم.

2-3-1-1- روش طيف ظرفيت فريمن16
در سال 1990 فريمن يک روش تحليلي جهت محاسبه ضريب رفتار تحت تاثير پارامتر هايي مطابق با رابطه زير ارائه نموده است.
(2-2)
به طور کلي هر کدام از پارامتر هاي رابطه فوق به عوامي زير وابسته مي باشد.
1- سيستم سازه اي
2- آرايش قابها
3- ترکيب بار ها
4- درجه نامعيني
5- ميرايي سازه
6- ويژيگي هاي رفتار غير خطي سازه



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه ارشد

دیدگاهتان را بنویسید