پایان نامه رفتار واقعی و مدل ریاضی

در اثر تغییر شکل‌های ایجاد شده در ساختمان تنش‌ها و کرنش‌هایی به وجود می‌آید که البته به میزان و شدت زلزله و تغییر مکان و اینکه سازه در چه محدوده‌ای (خطی-غیر خطی) می‌باشد متفاوت است و اگر میزان این تنش‌ها و کرنش‌های به وجود آمده بیش از کرنش گسیختگی باشد در آن صورت این قسمت از سازه منهدم خواهد شد.
اگر رفتار واقعی سازه در برابر زلزله مورد ارزیابی قرار بگیرد ملاحظه می‌شود که اکثر سازه‌ها، رفتار غیر خطی (غیر الاستیک) از خود نشان می‌دهند.
2-2-1- اثر انواع زوال و کمانش در سازه:
سازه در اثر ارتعاش زمین ناشی از زلزله تعداد بسیار زیادی رفت و برگشت بار را باید تحمل کند، که این امر باعث کاهش سختی سیستم در هر رفت و برگشت می‌شود.
شکل (2-1) تنزل در اثر بار چرخه‌ای (الف): کاهش مقاومت (ب) : کاهش سختی‌[2]
شکل (2-2) رفتار هیسترزیس سازه‌ها. الف) رفتار نامناسب، ب) رفتار مناسب]‌2‌[
در نتیجه، پیش‌بینی اثرات یک زلزله جدید، در کاهش سختی سازه‌ها(در اثر رفت و برگشت‌های زلزله قبل) کمک موثری در ارزیابی آسیب‌پذیری آنها خواهد بود. در برخی سازه‌ها ممکن است، مقاومت سیستم بعد از هر رفت و برگشت کامل بار، کاهش پیدا کند. چنین سازه‌هایی به حتم در سیکل‌های متوالی بارگذاری یکسان در مقایسه با سازه‌هایی فاقد چنین کاهش مقاومتی، تغییر شکل بیشتری از خود نشان می‌دهند و لازمۀ حفظ پایداری آنها این است که بتوانند این تغییر شکل‌های بیشتر را تحمل کنند.
فولاد اصولاً ماده‌ای شکل‌پذیر می‌باشد. امّا در اثر زوال یا گسیختگی اعضاء و قاب‌ها که عمدتاً بر اثر کمانش موضعی یا کلی و یا شکست نزد اتصالات اتفاق می‌افتد، دیگر این قاب فولادی شکل‌پذیر محسوب نمی‌شود.
برای مقابله با ضعف‌های ناشی از انواع کمانش، که باعث ضعف رفتار چرخه‌ای می‌شود بایستی طول مهاری را در اعضاء فشاری کاهش داد. برای مثال نمونه بارزی از رخداد زوال، سختی و مقاومت در سیستم‌های سازه‌ای با بادبندهای همگرا است که در آن بادبندهای لاغر بکار برده شده باشند. از آنجایی که این بادبندها به دلیل لاغری زیاد در فشار دچار کمانش می‌شوند در نتیجه مقاومت قابل مقایسه‌ای با حالت کششی از خود نشان نمی‌دهند و در نتیجه چرخه هیسترزیس را به طرف شکل خاصی سوق می‌دهند.
نمونه‌ای از این نوع چرخه که در آن بادبندها با ضرایب لاغری متفاوت به کار برده شده در شکل(2-3) نشان داده شده است.
شکل(2-3) رفتار قابهای بادبندی همگرا‍‍[2]
همان‌طور که ملاحظه می‌شود زوال‌های سختی و مقاومت ناشی از کاهش ضریب لاغری و خوابیده شدن منحنی به طرف محور افقی محسوس می‌باشد [2].
این مطلب به این دلیل در این بخش گنجانده شده است که شرط محاسبات مربوط به ضریب رفتار، عدم وجود شرایط انواع زوال‌ها و کمانش‌ها می‌باشد. به بیان دیگر مقادیر پیشنهادی برای ضریب رفتار زمانی قابل قبول هستند که سازه دچار زوال و کمانش نشود.
2-2-2-منحنی چرخه هیسترزیس:
در هنگام زلزله انرژی ورودی به سازه به صورت انرژی ذخیره شده در سازه Ea و انرژی اتلافی توسط سازه Ed از بین می‌رود.
انرژی اتلافی توسط سازه شامل دو بخش میرایی لزج (Ec) و انرژی اتلافی توسط میرایی هیسترزیس (Eh) می‌باشد.
اگر سازه تحت ارتعاش دائم دارای جابجایی برابر در دو سیکل متوالی باشد این بدان معنی است که انرژی جنبشی صفر می‌باشد و انرژی ورودی مجموع انرژی اتلافی توسط میرایی لزج و انرژی اتلافی توسط میرایی هیسترزیس می‌باشد. واضح است که هر چه مساحت چرخه هیسترزیس بیشتر باشد سیستم می‌تواند در مقابل انرژی بیشتری مقاومت کند. [2]
(الف)
(ب)
شکل(2-4) تغییرات انرژی مستهلک شده توسط پدیده‌های میرایی و تسلیم[44]
برای بررسی پاسخ غیر الاستیک سیستم سازه‌ای، لازم است که ابتدا یک مدل ریاضی جهت ارائه خصوصیات نیروی بازگرداننده در نظر گرفته شده و سپس رابطه‌ای بین نیروی برشی و تغییر مکان طبقه تعریف گردد.
اگر منحنی برش پایه-تغییر مکان را برای سازه شکل زیر برای یک دورۀ افزایشی بارگذاری و باربرداری رسم گردد آنگاه از اتصال نقطه اوج منحنی برش پایه-تغییر مکان هر دوره بارگذاری، منحنی هیسترزیس یا منحنی پوش (منحنی اسکلتون) به دست می‌آید. [2]
این نوشته در علمی ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.