پایان نامه تدابیر خاص و سیستم‌ها

شکل (2-5) رابطه بار – تغیر مکان در تسلیم تدریجی[41]
باید دانست که به طور معمول منحنی پوش(هیسترزیس) و منحنی بارگذاری افزایشی بر هم منطبق هستند.
باید توجه داشت که شکل منحنی چرخه‌ای(هیسترزیس) به طور قابل توجهی متأثر از سیستم‌های سازه‌ای و مصالح به کار رفته در آنها است. به هر حال لازمه تحلیل غیر خطی سازه یک مدل رفتار چرخه‌ای است که تا حد زیادی شرایط فیزیکی آن سازه را ارضاء نماید.
در نتیجه سازه‌ها در اثر وجود شکل‌پذیری مقدار قابل توجهی از انرژی زلزله را به صورت هیسترزیس تلف می‌کند و مقدار این انرژی بستگی به مقدار شکل‌پذیری کلی سازه دارد.
2-2-3- اصول و فلسفه طراحی لرزه‌ای:
همان‌طور که در فصل قبل گفته شد طراحی لرزه‌ای به طور کلی سه هدف را دنبال می‌کند که سطوح عملکرد مختلف سازه نیز به نحوی معرف همین اهداف می‌باشد، اما مسأله اینجاست که چگونه می‌توان در طراحی سازه این سطوح عملکرد را تعریف نمود. به عنوان مثال قابی که در شکل(2-6) نشان داده شده است(دارای سه درجه گیردار نامعین) می‌باشد. به طوری که در کتاب‌های کلاسیک آمده است برای اینکه این قاب واژگون گردد، بایستی حداقل چهار مفصل پلاستیک در آن تشکیل شود تا تبدیل به مکانیزم شده و این به شرطی است که در جریان تشکیل مفصل‌ها، اتفاقی نظیر کمانش موضعی رخ ندهد. به عنوان فرض مفصل‌ها را می‌توان در نقاط 1 و 2 و 3 در شکل در نظر گرفت. در این سازه اگر بار وارده (P) به صورت افزایشی وارد گردد یا به عبارت دیگر از مقادیر کم شروع شده و به تدریج افزایش یابد (بارگذاری افزایشی)، واضح است که تغییر مکان‌ها به تدریج افزایش پیدا کرده و به تبع آن لنگرها و برش‌ها زیاد می‌شوند و سرانجام به جایی خواهد رسید که نخستین مفصل پلاستیک در سازه تشکیل می‌شود. (به عنوان فرض در نقطه (1)) ولی در این وضعیت، سازه هنوز مقاوم است و بارگذاری را می‌توان افزایش داد، با افزایش بارگذاری تنش‌ها در سازه به حدی می‌رسد که دومین مفصل (به عنوان فرض در نقطه (2)) تشکیل می‌شود.
با وجود دو مفصل پلاستیک نیز سازه هنوز پایدار است و سازه قابلیت بارگذاری را دارد و بنابراین بار را می‌توان افزایش داد. تا چهارمین مفصل (به عنوان فرضی در نقطه (4)) تشکیل شود و به اصطلاح مکانیزم به وجود آید.
شکل (2-6) روند تشکیل مفصل پلاستیک رو نمودار بار جانبی – تغییر مکان[45]
همان‌طور که اشاره شد، می‌توان سازه را طوری طراحی کرد تا مفصل‌های پلاستیک تشکیل شده در آن‌ها بتوانند دوران قابل ملاحظه‌ای تحمل نمایند. اگر مهندسین طراح بتوانند از عهده این کار بر آیند یا به بیان دیگر سازه بتواند بدون فروریزی تغییر شکل‌های زیادی را تحمل نماید، می‌توان انتظار داشت که در سازه، ناحیه افقی منحنی برش پایه-تغییر مکان را که با تشکیل نخستین مفصل آغاز شده تا رسیدن به مکانیزم ادامه پیدا می‌کند افزایش داد. به عبارت دیگر، می‌توان با اتخاذ تدابیر خاصی که در محل تشکیل مفصل‌ها به کار برده می‌شود، منحنی برش یا تغییر مکان جانبی را به طرف منحنی (a) در شکل(2-7) سوق داد تا منحنی (b).
در مورد تفاوت دو منحنی (b), (a) در شکل می‌توان گفت در سازه‌ای که منحنی برش پایه-تغییر مکان آن به صورت (a) است، تمهیداتی صورت گرفته که مفصل‌های اولیه طی تشکیل مفصل‌های بعدی در سازه، سالم مانده‌اند (خرد نشده‌اند) و می‌توانند تغییر شکل بیشتری را تحمل کند و اهداف طراحی لرزه‌ای را برآورده نمایند و این نکته در واقع فلسفه اصلی طراحی لرزه‌ای سازه‌ها است.
شکل (2-7) منحنی‌های شماتیک برش پایه-تغییر مکان برای سازه شکل‌پذیر(a) و سازه غیر شکل‌پذیر(b).
2-3-مفهوم ضریب رفتار:
همان‌طور که گفته شد ضریب رفتار پل ارتباطی حالت ارتجاعی و غیر ارتجاعی سازه‌ها می‌باشد و در واقع ضریب رفتار (R) این امکان را می‌دهد تا با یک طراحی خطی (ارتجاعی)، رفتار غیر خطی سازه نیز مد نظر قرار گیرد.
ضریب R نسبت، نیرویی که می‌تواند تحت یک حرکت لرزه‌ای زمین اگر سیستم کاملاً ارتجاعی عمل کند (طراحی الاستیک)، به نیروهای طراحی از پیش تعیین شده در حالت حدی مقاومت است و به بیان دیگر ضریب رفتار نسبت مقاومت نیاز حالت ارتجاعی به مقاومت نیاز حالت غیر ارتجاعی می‌باشد. [1]
هنگامی که از ضریب رفتاری بزرگ‌تر از یک استفاده می‌شود، طراح در حقیقت یک فرض مهم انجام می‌دهد و آن اینست که تحلیل خطی می‌تواند برای به دست آوردن تخمین از مقدار پاسخ غیر خطی استفاده شود. استفاده از مقادیر بزرگ ضرایب رفتار باعث یک فرض دوم برای طرح لرزه‌ای می‌شود. یعنی پاسخ غیر خطی بزرگ و بنابراین خسارت زیاد مورد نظر است. این امر البته نتیجه مستقیم استفاده از نیروهایی است که به طور قابل ملاحظه‌ای کوچک‌تر از نیروهای الاستیک است.
مقادیر گزارش شده در ATC-3-06 در مورد R برای سیستم قاب‌های ساختمانی بر پایه سه چیز است:
1- عملکرد عمومی مشاهده شده ساختمان‌های مشابه در زلزله‌های گذشته
2- تخمین طاقت سیستم
3- تخمین مقدار میرایی موجود در خلال پاسخ غیر ارتجاعی
مقدار R به دست آمده باید با قضاوت مهندسی مورد استفاده قرار بگیرد. مقدار کمتر R باید برای سازه‌های با درجه نامعینی کمتر استفاده شود که در آن تمام مفصل‌های پلاستیک مورد نیاز برای تبدیل سازه به مکانیسم در نیرویی نزدیک به مقاومت طراحی به وجود می‌آید.
تفسیر سال 1988، R, NEHRP را به این صورت تعریف می‌کند: «یک ضریب اصلاح تجربی (کاهنده) به منظور به حساب آوردن خصوصیات ذاتی میرایی و شکل‌پذیری در یک سیستم سازه‌ای در تغییر مکان‌هایی که به قدری بزرگ هستند که به بزرگ‌ترین تغییر مکان سیستم برسد»، مولفه R می‌تواند از راه‌های مختلفی تعیین گردد که هر کدام از آنها به سطح عملکردی مورد نظر دارد که معمولاً نوع عملکرد جانبی مورد نظر می‌باشد. همچنین برای به دست آوردن ضریب رفتار، شناسایی پارامترهای دخیل در این زمینه و همچنین برآورد اهمیت نسبی آنها در ارائه مقادیر صحیح ضریب رفتار یک مقولۀ بسیار با اهمیت و ضروری می‌باشد.
2-3-1-پارامترهای موثر بر ضریب رفتار:
این نوشته در علمی ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.