استفاده از روشهای ساده وخطی برای رسیدن به جوابهای غیرخطی در قاب های بتن مسلح

با توجه به متداول بودن استفاده از تحلیل های استاتیکی غیرخطی برای تخمین ضریب رفتار (r) سازه های واقعی در روش طراحی براساس نیرو و همچنین ارائه مقادیر متفاوت توسط محققین، یکی از اهداف این پژوهش تخمین برش پایه طراحی قاب های خمشی بتن مسلح متوسط با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی پس از بررسی پاسخ برش پایه آنها در طول زمان وقوع زلزله و سپس محاسبه ضریب مقاومت افزون و ضریب رفتار در این قاب ها می باشد. مروری بر آیین نامه های مختلف نشان می دهد که ضریب بزرگنمایی تغییر مکان (cd) فقط وابسته به نوع سیستم مقاوم باربر جانبی بوده و با وجود این که این ضریب در تمام این آیین نامه ها دارای وظیفه یکسانی است ولی مقادیر عددی منتسب به آن متفاوت است. از جانب دیگر با ورود سازه به محدوده غیرارتجاعی در هنگام وقوع زلزله، اثر عواملی چون توزیع سختی در ارتفاع و مکانیزم جاری شدن طبقات بر پاسخ های محلی سازه بیشتر از پاسخ های کلی آن می باشد. بنابراین در این پژوهش با استفاده از تعاریف ارائه شده در آیین نامه fema، ضریب بزرگنمایی تغییر مکان قاب های خمشی بتن مسلح متوسط براساس تغییرمکان و همچنین تغییرمکان نسبی غیرارتجاعی طبقه محاسبه شده است. با توجه به ارائه روابط متفاوت برای پارامترهای موثر در روش طراحی براساس تغییرمکان توسط محققین مختلف و نیز عدم وجود رابطه ای مستقل برای قاب های خمشی بتن مسلح با استفاده از تحلیل های دقیق لرزه ای، هدف دیگر این پژوهش ارائه روابطی برای زمان تناوب و میرایی موثر سازه با بهره گیری از تحلیل های دینامیکی غیرخطی است که از مشخصات دینامیکی سیستمی خطی، معادل با قابهای خمشی بتن مسلح متوسط می باشند. برای انجام مطالعات 24 قاب خمشی بتن مسلح متوسط که تعداد طبقات آنها میان 2 تا 12 طبقه متغیر بوده و دارای 2، 3 و 4 دهانه می باشند، طراحی شده اند. برای ورودی تحلیل های تاریخچه زمانی هفت رکورد زلزله واقعی از پایگاه داده های زلزله های قوی peer منطبق با شرایط ذکر شده در استاندارد 2800 انتخاب شده اند. پس از مقیاس نمودن شتاب نگاشت ها و انجام تحلیل های خطی و غیرخطی (تاریخچه زمانی) توسط نرم افزار idarc، پاسخ های موردنظر سازه با میانگین گیری نتایج حاصل از هفت رکورد به دست آمده اند. در بخش اول پژوهش، براساس تعاریف بنیادین ارائه شده در آیین نامهfema ، ضریب مقاومت افزون از نسبت حداکثر مقاومت واقعی سیستم به مقاومت طراحی سازه و ضریب رفتار از نسبت حداکثر مقاومت ارتجاعی به مقاومت طراحی سازه محاسبه شده است. با توجه به آنکه ضریب بزرگنمایی تغییرمکان در اکثر آیین نامه ها به صورت نسبتی از ضریب رفتار ارائه می شود، یک بار نسبت حداکثر تغییرمکان جانبی غیرارتجاعی به ارتجاعی و بار دیگر نسبت حداکثر تغییرمکان جانبی نسبی غیرارتجاعی به ارتجاعی در طبقات متناظر که از تحلیل های تاریخچه زمانی به دست آمده اند، برای تعیین نسبت cd/r محاسبه شده است. سپس رابطه ای به منظور تخمین پروفیل تغییرمکان غیرارتجاعی طبقات با توجه به تغییرمکان ارتجاعی آن ها ارائه گشته است. در انتها پاسخ های به دست آمده با رابطه استاندارد 2800 و آیین نامه asce 7 مقایسه شده است. در این بخش از پژوهش چگونگی رفتار سازه ها در مقادیر مختلف از شاخص آسیب نیز بررسی شده است. در بخش دوم پژوهش، برای تعیین میرایی موثر قاب های خمشی بتن مسلح متوسط، ابتدا طیف های تغییرمکان میراشده هر زلزله در محدوده نسبت های میرایی 1% تا 50% توسط نرم افزار seismosignl به دست آمده است. زمان تناوب موثر هر قاب نیز با بررسی پاسخ تاریخچه زمانی زمان تناوب آن و انجام عملیات میانگین گیری متحرک با گام های زمانی میانگین گیری مناسب مختلف محاسبه گشته است. سپس با استفاده از برنامه (الگوریتمی) که با هدف کم نمودن خطای میان تغییر مکان طیفی و تغییر مکان نرمال شده بام نوشته شده است، میرایی طیفی که مقدار تغییرمکان آن در زمان تناوب موثر سازه کمترین اختلاف را با تغییرمکان نرمال شده بام داشته باشد، به عنوان میرایی موثر سازه درنظر گرفته می شود. در این پژوهش علاوه بر ارائه رابطه ای میان میرایی و زمان تناوب موثر در قاب های مورد مطالعه، پس از تخمین شکل پذیری سازه ها، رابطه دیگری نیز میان زمان تناوب موثر و شکل پذیری به دست آمده است. صحت و دقت روابط پیشنهادی برای پارامترهای موثر، در مقایسه با سایر روابط موجود ارزیابی شده است.