12975

12975

روش پوش آور بهنگام شونده اصلاح شده براساس جابجايي

كارشناسي ارشد

عمران گرايش مهندسي زلزله

اسفند ماه 1392

اسفند ماه 1392

دكتر غلامرضا قدرتي اميري

دكتر عبدالرضا سروقد مقدم

چكيده در مهندسي زلزله روش تحليل تاريخچه زماني غيرخطي بعنوان يك روش بسيار دقيق براي تخمين تقاضاي لرزه اي و ارزيابي عملكرد سازه ها شناخته مي شود. بهرحال اين روش داراي پيچيدگي هاي زيادي است و زمان بر مي باشد. در اين شرايط استفاده از يك روش جايگزين ساده تر كه منجر به تخمين مناسب تقاضاي لرزه اي سازه شود، بسيار مفيد مي باشد. در سالهاي اخير روش پوش آور بعنوان يك جايگزين مناسب براي تحليل هاي تاريخچه زماني غيرخطي مطرح شده و در آيين نامه ها و دستورالعمل هاي لرزه اي گسترش يافته است. روش هاي پوش آور سنتي كه در آيين نامه هاي لرزه اي مورد استفاده قرار گرفته اند، اگرچه اطلاعات مهمي را در مورد پاسخ هاي لرزه اي سازه بدست مي دهند كه نمي توان آنها را با روش هاي الاستيك تخمين زد، ولي دو مشكل اساسي شامل در نظر نگرفتن مشاركت مودهاي بالا و همچنين اثرات تغييرات سختي سازه بر روي الگوي بارگذاري از دقت آن ها مي كاهند. به منظور غلبه بر اين مشكلات، روش هاي پوش آور مودال بهنگام شونده در ساليان اخير پيشنهاد شده اند كه علاوه بر در نظر گرفتن اثرات مودهاي مهم بالاتر سازه، الگوي بارگذاري متناسب با شرايط ديناميكي سازه در رنج غيرخطي بهنگام مي شود. روش هاي مذكور علي رغم پشتوانه تئوري قوي كه نسبت به روشهاي سنتي دارا هستند، نمي توانند تخمين مناسبي از تقاضاي لرزه اي سازه ها بدست دهند. علت عمده اين تخمين نامناسب، استفاده از يك طيف پاسخ ثابت از ابتدا تا انتهاي تحليل براي ساخت الگوي بارگذاري و همچنين بكارگيري تركيبات مودال درجه دوم همانند روش جذر مجموع مربعات (SRSS) يا روش مربع كامل (CQC) براي تركيب بردارهاي مودال مي باشد. در اين پايان نامه به منظور رفع مشكل اول، در ابتدا يك روش پوش آور بهنگام شونده تحت عنوان" تحليل پوش آور بهنگام شونده بر اساس جابجايي بر مبناي طيف غير الاستيك تطبيقي" پيشنهاد مي گردد كه در آن براي ساخت الگوي بارگذاري در هر گام از طيف متناسب با نسبت شكل پذيري سازه، استفاده مي گردد. در روش پيشنهادي، در هر مرحله از تحليل با استفاده از شكل مود فرضي و مفهوم انرژي، منحني پوش آور سازه چند درجه آزادي به منحني طيف شتاب- جابجايي سيستم يك درجه آزادي با جرم واحد تبديل مي شود. پاسخ هاي بدست آمده از روش مذكور اگر چه مناسب تر از روش هاي قبلي مي باشد؛ اما همچنان پاسخ ها دست پايين تخمين زده مي شوند. در ادامه پايان نامه، بمنظور رفع مشكلات ناشي از قوانين تركيب مودال درجه دوم، دو تكنيك جديد تركيب مودال خطي ارائه مي گردد كه با استفاده از آن علامت هاي هر بردار بارگذاري مودال در حين تركيب حفظ مي گردد. با استفاده از اين دو تكنيك پيشنهادي، دو روش پوش آور بهنگام شونده تحت عناوين" تحليل پوش آور بهنگام شونده بر اساس ضرايب مودي" و" تحليل پوش آور بهنگام شونده بر اساس جرم موثر مودي" ارائه مي گردد. روش اول، منجر به تخمين هاي بسيار دست بالا از تقاضاي لرزه اي ميگردد، در حاليكه در روش دوم پاسخ هاي ديناميكي سازه با دقت بالايي پيش بيني مي گردند. در اين روش تغيير مكان هدف، مستقيما توسط خود روش در حين تحليل تعيين مي گردد و ميزان مشاركت نسبي بردارهاي مودال متناسب با شرايط ديناميكي سازه در هر گام بهنگام مي شود. در انتهاي پايان نامه بمنظور ارائه يك روش ساده و كاربردي، با شناخت منابع خطا در روش هاي قبلي يك روش پوش آور بهنگام شونده تحت عنوان " تحليل پوش آور بهنگام شونده بر مبناي ضرايب مشاركت نسبي مودها" ارائه شده است كه تخمين مناسبي از تقاضاي لرزه اي سازه ها با يك حاشيه اطمينان منطقي فراهم مي كند و از نقطه نظر طراحي ارزشمند مي باشد. واژه‌هاي كليدي: پوش آور بهنگام شونده، الگوي بارگذاري، مودهاي بالاتر، تغيير علامت، طيف جابجايي