اردیبهشت 22 بازنگری: 1394 خرداد 20 پذیرش: 1394

Transcript

1 امیرکبیر عمران مهندسی نشریه 430 تا 419 صفحات 1396 سال 3 شماره 49 دوره امیرکبیر عمران مهندسی نشریه DOI: /ceej استاتیکی تحلیل مختلف روشهای از استفاده با فوالدی خمشی قابهای لرزهای نیازهای ارزیابی غیرخطی پلو سیاه نوید مشایخی حسام امیر * گرامی محسن ايران سمنان سمنان دانشگاه عمران مهندسی دانشکده سازه ارتجاعی غیر رفتار گسترده و دقیق بررسیهای نیازمند مختلف عملکردی سطوح در لرزهای نیازهای تخمین چکیده: به و است عملکرد اساس بر سازهها طراحی در مهم روشهای از یکی افزون( )بار غیرخطی استاتیکی تحلیل روش است. یکی ارتجاعی غیر ناحیه به سازه ورود باوجود ثابت بار الگوی است. قرارگرفته موردتوجه بیشتر اخیر سالهای در دلیل همین اب آور پوش پیشرفته روشهای اخیر سالهای در بنابراین است. سنتی غیرخطی استاتیکی روشهای محدودیتهای مهمترین از روشهای همراه به سنتی پوشآور روش در جانبی بار مختلف الگوهای پژوهش این در است. ارائهشده باالتر مودهای اثر اعمال )APAM( مودی اندرکنش اثر کردن لحاظ با بههنگامشونده و )DAP( جابجایی اساس بر تطبیقی روش شامل پیشرفته همه در است. شده مقایسه گسل از دور شتابنگاشت 10 از حاصل غیرخطی دینامیکی تحلیل با نتایج و قرارگرفته ارزیابی مورد اساس بر متوسط شکلپذیری حد )معرف رادیان 0/02 به گره دوران حداکثر رسیدن تا سازه بام مکان تغییر پوشآور روشهای میدهند نشان نتایج مییابد. افزایش )SEAOC آییننامه فروریزش آستانه عملکرد سطح پایین حد و ملی مقررات 10 مبحث درمقایسه اختالف مقدار بیشترین نمیدهند. ارائه بلندمرتبه سازههای دریفت زاویه و جابجایی از مناسبی تخمین سنتی روشهای زا مناسبی تخمین DAP تطبیقی پوشآور روش مختلف روشهای میان در همچنین است. درصد 7/9 تطبیقی روشهای با APAM تطبیقی روش میکند. لحاظ تحلیل فرآیند در را باالتر مودهای اثر بهخوبی و میدهد ارائه سازهها لرزهای نیازهای اختالف میزان بیشترین که نحوی به ندارد بلندمرتبه سازههای در بهویژه سازه تحتانی طبقات دریفت زاویه از مناسبی تخمین است. درصد 3/7 DAP روش با مقایسه در داوری: تاریخچه 1393 مهر 21 دریافت: 1394 اردیبهشت 22 بازنگری: 1394 خرداد 20 پذیرش: 1394 مهر 6 آنالین: ارائه کليدي: کلمات غیرخطی دینامیکی تحلیل تطبیقی غیرخطی استاتیکی تحلیل دریفت زاویه متوسط شکلپذیری 1-1 مقدمه گسترشیافته اخیر دهههای در 1 افزون بار یا غیرخطی استاتیکی تحلیل است. قرارگرفته مورداستفاده سازهها لرزهای ارزیابی در رایج روشی بهعنوان و سازه ارتفاع در منطقی و یکسان توزیع یک با را جانبی نیروهای روش این تحلیل روش میدهد. افزایش موردنظر هدف مکان تغییر به رسیدن زمان تا کاهش موجب که است سادهسازیهایی شامل سنتی غیرخطی استاتیکی ثابت بار الگوی با پوشآور روش بهطورکلی میشود. آن از حاصل نتایج دقت توزیع زیرا است بلند سازههای برای بهویژه زیادی محدودیتهای شامل مودهای سهم علت به زلزله حین در پیوسته بهطور واقعی اینرسی نیروی میکند. تغییر سازه کل سختی تنزل درنهایت و المانها سختی تنزل و باالتر بلند سازههای لرزهای نیازهای برآورد در باالتر مودهای اثر دلیل همین به استاتیکی تحلیل پیشرفته روشهای منظور همین به شود. گرفته نظر در باید مودی بین اندرکنش و باالتر مودهای اثر نمودن لحاظ بهمنظور غیرخطی است. ارائهشده مختلف محققین توسط mgerami@sema.ac.ir مکاتبات: عهدهدار نویسنده * ملزومات از جانبی بار الگوی افزون بار روشهای کلیه در که است بدیهی بار توزیع الگوی که میشود فرض موارد از بسیاری در است. افزون بار تحلیل سازههای در میتواند موضوع این میشود. محاسبه اول مود بازتاب مبنای بر در روشها این بیانجامد. غیردقیقی نتایج به باالتر مودهای مشارکت از متأثر نحوی به بار توزیع الگوهای سنتی روشهای در میشوند. طبقهبندی دودسته در توزیع و آرایش نظر از سازه غیرخطی رفتار خالل در که میشوند تعریف میشوند. تعریف بههنگامشونده بار الگوهای دوم دسته در باشند. ثابت ارتفاع این در است. انجامگرفته مختلفی مطالعات افزون بار روشهای بهبود برای روشهای از یکی و 2 [. ]1 گردید پیشنهاد مودی چند افزون بار روش بین در سازه آن در که است 2 MPA یا مودال افزون بار روش مودی چند رایج به تحلیل نتایج سپس و تحلیلشده مود هر با متناظر بارگذاری الگوهای برابر روش که است ذکر به الزم میشوند. ترکیب مودی ترکیب رایج روشهای که است غیرخطی زمانی تاریخچه تحلیل روش نوعی حقیقت در MPA مود شکل نیز روش این در میپذیرد. انجام معادل آزادی درجه تک برسازه ورود با ازآنجاکه 4[. و ]3 میشود گرفته نظر در االستیک بهصورت ارتعاشی متناظر باید نیز بار الگوهای میکند تغییر سختی ماتریس غیرخطی حوزه به 2 Modal Pushover Aalysis 1 Pushover 419

2 تا 419 صفحه 1396 سال 3 شماره 49 دوره امیرکبیر عمران مهندسی نشریه )بههنگامشونده( تطبیقی بار الگوهای خصوص این در باشند. تغییرات این با توسط که روشی به تطبیقی روشهای تمامی ]7-5[. شدهاند پیشنهاد مودهای پاسخ بین اندرکنش بهخوبی نمیتوانند گردید پیشنهاد 1 آیندینوقلو بهخوبی است مشهور ) 2 HME( باالتر مودهای اثرات به که را مختلف است ممکن و بوده دشوار تطبیقی روشهای ازآنجاکه ]7[. بگیرند نظر در برخی نباشد قابلاستفاده بهسادگی حرفهای مقاصد برای مهندسین توسط هستند جدیدی بارگذاری الگوهای پیشنهاد و اصالح دنبال به محققین از از خوبی تخمین بتواند سختی ماتریس تغییرات از استفاده به نیاز بدون که در اخیر سالهای مطالعه شاخصترین نماید. ارائه سازه محلی و کلی نیازهای خمشی قابهای رفتار ضریب بر افزون بار مختلف روشهای تأثیر خصوص که داد نشان ایشان مطالعه است. )2011( همکاران و نیا ایزدی به مربوط افزون بار مختلف روشهای از محاسبهشده کلی شکلپذیری و رفتار ضریب مربوط تسلیم شکل تغییر بیشترین بعالوه باشد. داشته اختالف باهم میتواند 4 CPA روش بارگذاری الگوی در تغییر طرفی از است. 3 DAPA روش به ]8[. گذاشت نخواهد رفتار ضریب بر را چندانی تغییر شامل مختلف جانبی بار الگوهای با سنتی پوشآور روش پژوهش این در از حاصل بار الگوی و یکنواخت سازه نوسان اول مود مثلثی بار الگوی روشهای با حاصل نتایج و میگیرد قرار ارزیابی مورد طیفی دینامیکی تحلیل جابجایی اساس بر تطبیقی پوشآور روش شامل پوشآور تحلیل پیشرفته مودی اندرکنش اثر کردن لحاظ با بههنگامشونده پوشآور روش و ) 5 DAP( و )جابجایی لرزهای پارامترهای درنهایت و میشود مقایسه ( 6 APAM( تحلیل نتایج با غیرخطی استاتیکی تحلیلهای از حاصل طبقات( دریفت قاب 5 تعداد منظور همین به میشود. مقایسه غیرخطی زمانی تاریخچه شکلپذیری با و دهانه 5 با طبقات تعداد با فوالدی خمشی توسط غیرخطی تحلیلهای کلیه و میشوند طراحی III نوع خاک و متوسط انجام قابلیت نرمافزار این میشود. انجام ]9[ OpeSees نرمافزار انجام بهمنظور بنابراین ندارد را تطبیقی غیرخطی استاتیکی تحلیلهای نوشتهشده تطبیقی پوشآور مختلف روشهای کدهای مذکور تحلیلهای مطالعه این تمایز وجوه و ویژگیها مهمترین ساده تقسیمبندی دریک است. نمود: خالصه زیر موارد در میتوان را پیشین تحقیقات با سنتی افزون بار روشهای رایجترین و مهمترین توانمندی ارزیابی سازه غیرخطی نیازهای تخمین و پیشگویی در پیشرفته افزون بار روشهای توانمندی بررسی برای بههنگامشونده و ثابت بار الگوهای نتایج کمی و کیفی بررسی موجود شباهتهای و تفاوتها تعیین نیاز تخمین برای پیشرفته و سنتی روشهای کارآمدترین انتخاب سازه غیرخطی مدل هر برای تفکیک به روش هر خطای کمینهسازی پیشرفته و سنتی روشهای کارایی بر ارتفاع افزایش تأثیر بررسی روشهای از حاصل نتایج دقت بر باالتر مودهای تأثیر بررسی پیشرفته و سنتی افزون( )بار غیرخطی استاتیکی 2-2 تحلیل طراحی فلسفه شدید زلزلههای حین در سازه غیرخطی رفتار دلیل به آسیبپذیری بنابراین است آنها غیرخطی رفتار مبنای بر سازهها لرزهای المانهای االستیک غیر شکل تغییر ظرفیت توسط زلزله برابر در سازهها هب تحلیل و مدلسازی پیچیدگیهای به توجه با میشود. کنترل سازهای استاتیکی تحلیل مختلف روشهای از امروزه غیرخطی دینامیکی روش میشود. استفاده جایگزین روشی بهعنوان غیرخطی الگوی و ثابت آهنگ با جانبی بار غیرخطی استاتیکی تحلیل روش در مکان تغییر به سازه از مشخصی نقطهی مکان تغییر رسیدن تا مشخص این در مورداستفاده بار الگوهای مییابد. افزایش تعیینشده پیش از هدف رد میشوند. طبقهبندی متغیر و ثابت بار الگوهای دستهی دو به تحلیل باقی تغییر بدون و ثابت زلزله حین در اینرسی نیروهای ثابت بار الگوهای جانبی اینرسی نیروهای متغیر الگوهای در که است حالی در این میماند. گام هر در سازه المانهای غیرخطی رفتار از ناشی سازه سختی به توجه با نگرفتن نظر در و تحلیل حین در ثابت بار الگوی از استفاده مییابد. افزایش غیرخطی استاتیکی تحلیل روش کاستیهای ازجمله سازه سختی کاهش ]11[ و FEMA365 ]10[ آییننامههای در موجود )روشهای سنتی پیشرفته روشهای اخیر سالهای در منظور همین به است. )ATC-40 است. ارائهشده مختلف محققین توسط غیرخطی استاتیکی تحلیل )DAP( جابجایی اساس بر تطبیقی افزون بار روش است ارائهشده 8 پینهو و 7 آنتینیو توسط 2004 سال در که روش این در داخلی نیروهای از ناشی سازه اعضای سختی زوال به توجه با مرحله هر در درنهایت و میشود تعیین سازه تغییریافتهی مشخصات و سختی ماتریس بر مودی جابجایی بردار و اولیه جابجایی بردار به توجه با جابجایی الگوی توضیحات میشود. تصحیح مذکور محققین توسط ارائهشده روابط اساس است. شده ذکر ]12[ مرجع در روش این پیرامون تکمیلی مودی بین اندرکنش کردن لحاظ با تطبیقی افزون بار روش )APAM( تعیین برای مودال تحلیل یک ابتدا بارگذاری گام هر در روش این در هر متناسب بارگذاری بردار سپس میگیرد. صورت سازه مودال مشخصات 7 Atoiou 8 Piho 1 Aydiglu MN 2 High Mode Effect 3Displacemet-Based Adaptive Pushover Aalysis 4 Covetioal Pushover Aalysis 5 Displacemet-Based Adaptive Pushover,DAP 6 Adaptive Pushover Aalysis Based O Modal Mass Participatio,APAM 420

3 تا 419 صفحه 1396 سال شماره 3 49 دوره امیرکبیر عمران مهندسی نشریه جرم ضرایب بعد گام در میشود. محاسبه 1 رابطه اساس بر ام i گام در مود مختلف مودهای جرمی مشارکت میزان نمایانگر که α سازه مودال مؤثر بر بارگذاری بردارهای مودال ضرایب و بهدستآمده 2 رابطه طبق هستند سازه معادل بارگذاری بردار درنهایت 4(. 3 و )روابط میشوند تعیین آن اساس پاسخ و میگردد اعمال سازه به و تعیینشده 5 رابطه از ( (i) S ( ام i گام در ]13[. میگردد ثبت گام هر در سازه 6: تا 1 روابط در که سازه جرم ماتریس m: غیرخطی تحلیل تکرار گام i: طبقه شماره j: (i) ام مود متناظر مودی شکلهای بردار : φ (i) ام i گام در ام مود متناظر بارگذاری بردار : S (i) ام i گام در ام مود متناظر مودال ضرایب : C (i) سازه معادل بارگذاری بردار : S ام مود متناظر مودی مشارکت ضریب : =Γ φ( j, j 1) S d (1) T 2 ( φ ) mi = T (2) Γ معادل آزادی درجه یک سیستم ظرفیت منحنی تخمین برای روش این حاصلضرب از ناشی انجامشده کار اساس بر انرژی بر مبتنی رویکرد از سازه بنابراین میکند استفاده طبقه هر انتقالی جابجایی در جانبی بار توزیع قابل 7 رابطه طبق D e معادل آزادی درجه یک سیستم جابجایی افزایش است: محاسبه 8: و 7 روابط در که ام i گام در پایه برش : طبقات جانبی نیروهای توسط انجامشده کار از حاصل انرژی تغییرات : ام i گام در ام j طبقه متناظر جانبی نیروی : ام i گام در ام j طبقه انتقالی جابجایی : ]15[ سازه طبقات تعداد K: مثلثی جانبی بار الگوهای با سنتی پوشآور روش توانایی پژوهش این در همراه به یکنواخت و )M1( سازه نوسان اول مود ( 2 SPEC( طیفی ( 1 TR( لرزهای نیازهای برآورد در APAM و DAP تطبیقی افزون بار روشهای میگیرند. قرار ارزیابی مورد فوالدی سازههای رسیدن تا جانبی بار پژوهش این در بحث مورد افزون بار روشهای کلیه در شکلپذیری حد )معرف رادیان 0/02 میزان به گره پالستیک دوران به سازه سطح پایین حد و ساختمان ملی مقررات دهم مبحث اساس بر متوسط مییابد افزایش ) 3 SEAOC آییننامه مبنای بر فروریزش آستانه عملکرد است. پژوهش این اصلی نوآوری که ها مدل 3-3 معرفی مطالعه یک گامهای مهمترین از یکی تحلیلی مدلهای صحتسنجی اطالعات بانک یک باید که زمانی بخصوص و عددی مطالعات در است. صحت از اطمینان عدم شود تهیه تجربی روابط استخراج برای قابلتوجه چنین از پرهیز برای بیانجامد. غیردقیق نتایج به میتواند ساختهشده مدل دادهشده نشان طبقه 9 مدل اساس بر مدلها تمامی مقاله این در پیشامدی مهندسین شرکت توسط ساختمان این شدهاند. صحتسنجی 1 شکل در طراحیشده SAC پروژه 2 فاز برای Johso و Bradow مشاور 37/19 آن ارتفاع و متر 45/73 در 45/73 پالن در ساختمان این ابعاد است. متری 9/15 دهانه 5 از و داشته ارتفاع 3/96 طبقه هر کف تا کف است. متر که هستند خمشی مقاوم نوع از سازه پیرامون قابهای است. تشکیلشده میانی دهانههای اتصاالت همه دارند. عهده بر را جانبی باربر سیستم نقش مقطع از ستون برای میباشند. صلب نوع از کناری دهانههای و ساده نوع از 1/83 فاصله در که استفادهشده مگاپاسکال 345 تسلیم مقاومت با شکل I برای وصله این شدهاند. وصله هفتم و پنجم سوم اول طبقه تراز از متر طبقه در است. طراحیشده خمشی لنگر و محوری نیروی همزمان انتقال طبقه تیرهای است. شده مدلسازی مفصل بهصورت ستون اتصاالت همکف اندرکنش در مرکب بهصورت طبقه کف بتنی دال با که بوده I مقطع از نیز مفصل اتصاالت دلیل )به سیستم افقی مکان تغییر از پرهیز برای میباشند. است. استفادهشده مسلح بتن برشی دیوار از همکف طبقه پیرامون در پایه( در طبقه لرزهای جرم است. منتقلشده اول طبقه کف به پایه تراز ترتیب بدین ترتیب به نهم و هشتم تا دوم اول طبقه لرزهای جرم و تن 965 همکف نت 9000 سازه کل جرم بنابراین شدهاند انتخاب تن 1070 و Triagular 2 Spectrum 3 Structural Egieers Associatio of Califoria (SEAOC) E V b (i) F J d j S α ( φ mφ ) m ( ) ( i ) ( ) ( ) ( ) = Max i, i,..., i (3) α α α α max 1 2 α C = αmax (i) (i) (i) (i) (i) (i) (i) S =C 1.S 1 +C 2.S 2 +C 3.S3 φ mi Γ = (6) φ mf T T D = E / V (7) e E = E = F. d k b F J j j= 1 (4) (5) (8) 421

4 تا 419 صفحه 1396 سال 3 شماره 49 دوره امیرکبیر عمران مهندسی نشریه در است منظم پالن در SAC9 پروژه طبقه 9 ساختمان ازآنجاکه است. مدلسازی شمالی-جنوبی پیرامونی قاب نماینده دوبعدی قاب تنها مقاله این برای است. دادهشده اختصاص قاب این به لرزهای جرم از نیمی است. شده ارائهشده 2 کراوینکلر و 1 گوپتا توسط که M1 مدلسازی روش از مدلسازی چشمه اثرات اما گرفتهشده نظر در -P تأثیر ]15[. گردید استفاده است خط روش به ستونها و تیرها کلیه M1 مدل در است. شده نظر صرفه اتصال است آن سازهای سیستم این انتخاب اصلی دلیل شدهاند. مدلسازی مرکزی اثر در غیرخطی لرزهای نیازهای انواع ارزیابی اصلی هدف مقاله این در که تحلیل نتایج به نسبت هریک کفایت بررسی و افزون بار مختلف روشهای توصیف بتواند باید انتخابی مدل بنابراین است غیرخطی زمانی تاریخچه جزییات حداقل با و دهد ارائه ارتجاعی غیر نیازهای توزیع از قابلقبولی مدل مدلسازی از بعد باشد. عددی نرمافزارهای در بازتولید قابل مدلسازی گوپتا مطالعه از حاصل افزون بار نمودار OpeSees نرمافزار در M1 2 شکل در مقاله این نویسندگان توسط ساختهشده بعدی 2 مدل همراه به رد قابلقبول دقت نشاندهنده نمودار دو بین مقایسه است. دادهشده نمایش است. مستتر موضوع دو در نیز اختالف دلیل است. تحقیق این مدلسازی فاز کرده استفاده متمرکز پالستیک مفصل ایده از مدلسازی در گوپتا اینکه اول توسط که گسترده پالستیسیته خاصیت از مطالعه این در درحالیکه است مورداستفاده نرمافزار در ثانیا است. استفادهشده میشود مدلسازی فیبر المان ثقلی بار آن بر که مجازی ستون یک توسط -P اثر شبیهسازی گوپتا توسط متصل اصلی قاب به قابلتوجه سختی با خرپایی عضو یک با و واردشده شدن غیرخطی اثرات مطالعه این در درحالیکه است انجامگرفته میشود است OpeSees برنامه ویژگیها از که انتقال ماتریسهای توسط هندسه است. تعریفشده 7 4 مدلهای از افزون بار تحلیل مختلف روشهای بررسی بهمنظور متر 5 طول به دهانه 5 تعداد و متر 4 طبقات ارتفاع با طبقه 20 و متوسط شکلپذیری با خمشی قاب موردنظر قابهای است. استفادهشده آییننامه و AISC-ASD89 آییننامه از سازهها طراحی بهمنظور میباشند. و است استفادهشده ]16[( 2800 )استاندارد زلزله برابر در ساختمانها طراحی زیاد خیلی نسبی خطر با منطقه و III نوع خاک شامل طراحی فرضیههای به تیرورق و جعبهای مقاطع شامل قابها این در مورداستفاده مقاطع است. است. تیرها و ستونها برای ترتیب طبقه 4 مدل مقاطع 1: جدول Table 1. Sectios of 4 story model ستونها کناری تیرهای میانی تیرهای طبقات OpeSees نرمافزار از غیرخطی استاتیکی تحلیل انجام بهمنظور سازههای برای مورداستفاده مقاطع 5 تا 1 جداول در است. استفادهشده است. ارائهشده مختلف طبقه 7 مدل مقاطع 2: جدول Table 2. Sectios of 7 story model ستونها تیرها طبقات BOX PG تا 1 BOX PG و 4 BOX PG و 6 طبقه 10 مدل مقاطع 3: جدول Table 3. Sectios of 10 story model ستونها طبقات تیرها طبقات BOX تا 1 PG و 1 BOX تا 4 PG و 3 BOX و 7 PG تا 5 BOX و 9 PG و 9 طبقه 15 مدل مقاطع 4: جدول Table 4. Sectios of 15 story model ستونها طبقات تیرها طبقات BOX تا 1 PG تا 1 BOX تا 6 PG تا 8 BOX تا 10 PG و 14 BOX و طبقه 20 مدل مقاطع 5: جدول Table 5. Sectios of 20 story model ستونها طبقات تیرها طبقات BOX تا 1 PG تا 1 BOX تا 7 PG تا 11 BOX تا 11 PG تا 17 BOX تا BOX تا BOX PG PG و 1 BOX PG PG و 3 1 Gupta A 2 Krawikler H 422

5 تا 419 صفحه 1396 سال 3 شماره 49 دوره امیرکبیر عمران مهندسی نشریه شتابنگاشتها 4-4 معرفی از دور شتابنگاشت 10 از غیرخطی دینامیکی تحلیل انجام بهمنظور مورداستفاده نگاشتهای تمامی است. استفادهشده 6 جدول مطابق گسل به مربوط مشخصات دارای است شده دریافت ]17[ Peer سایت از که و 2800( )استاندارد ایران لرزهای طراحی آییننامه اساس بر III نوع خاک است. FEMA 356 دستورالعمل طبقهبندی اساس بر D کالس خاک یا SeismoSigal نرمافزار از مختلف ارتجاعی پاسخ طیف ترسیم برای مقدار به مقیاسسازی از قبل شتابنگاشتها کلیه و است شده استفاده ]18[ شدهاند. همپایه خود ) 1 PGA( شتاب حداکثر غیرخطی استاتیکی تحلیل انجام بهمنظور پژوهش این در همچنین جابجایی پاسخ طیفهای از APAM و DAP روشهای به تطبیقی و است شده استفاده مذکور شتابنگاشتهای از یک هر از حاصل شتاب و است. شده گرفته میانگین شتابنگاشت 10 از حاصل پاسخهای از درنهایت مطالعه این در مورداستفاده شتابنگاشتهای مشخصات 6: جدول Table 6. Characteristics of groud motios used i this study Tm [s[ Tp [s[ CAV [m/s[ PGV/PGA ]s[ PGA[ [g R [Km[ ردیف زلزله نام تاریخ ]روز-ماه-سال[ ایستگاه 0/79 0/56 9/88 0/14 0/1 83/43 CHY Chi-Chi,Taiwa 1 0/84 0/98 56/56 0/18 0/15 109/01 TAP Chi-Chi,Taiwa 2 0/86 0/32 27/69 0/15 0/24 72/2 CDMG LomaPrieta 3 0/85 0/64 28/35 0/16 0/26 74/26 CDMG LomaPrieta 4 0/76 0/6 45/02 0/11 0/14 95/72 HIK Kobe,Japa 5 0/53 0/3 33/26 0/11 0/23 58/65 CDMG LomaPrieta 6 0/46 0/16 59/48 0/09 0/13 49/97 Qazvi Majil,Ira 7 0/44 0/38 31/22 0/07 0/1 82/32 CDMG Northridge 8 0/29 0/24 48/38 0/08 0/1 91/14 Ferdows Tabas,Ira 9 0/93 0/68 100/9 0/21 0/1 60/43 Bursa Tofas Kocaeli,Turkey 10 ]16[ SAC9 ساختمان طبقه پالن و جانبی نمای 1: شکل Fig. 1. Elevatio ad story SAC9 9-story buildig 1 Peak groud acceleratio (PGA) 423

6 تا 419 صفحه 1396 سال 3 شماره 49 دوره امیرکبیر عمران مهندسی نشریه با گوپتا مطالعه در M1 مدل افزون بار نمودار مقایسه 2: شکل ]16[ %10 سرتاسری دریفت در حاضر مطالعه عددی نمودار مورد غیرخطی استاتیکی تحلیل مختلف روشهای مقایسه بهمنظور استفاده با موردنظر قابهای روی بر غیرخطی دینامیکی تحلیل بحث و جابجایی به مربوط نتایج و است شده انجام OpeSees نرمافزار از در انتخابشده رکوردهای است. شده ارائه ادامه در طبقات 1 دریفت زاویه پاسخهای میان درنهایت و اعمالشده مذکور مدلهای به مطالعه این تحلیل مختلف روشهای با نتایج و است شده گرفته میانگین بهدستآمده میشود. مقایسه تطبیقی( و )سنتی غیرخطی استاتیکی مختلف روشهای از حاصل نتایج و گرفتهشده نظر در مبنا بهعنوان غیرخطی شده مقایسه مبنا روش با پیشرفته( و )سنتی غیرخطی استاتیکی تحلیل جانبی بار الگوهای با سنتی غیرخطی استاتیکی تحلیل از حاصل نتایج است. )Uiform( یکنواخت )TR( مثلثی )M1( اول مود )SPEC( طیفی شده ارائه 12 تا 3 شکلهای در APAM و DAP تطبیقی روشهای و است. و جابجایی خطی طیف از تطبیقی پوشآور تحلیلهای انجام بهمنظور نهایت در و است شده استفاده گسل از دور شتابنگاشت 10 از حاصل شتاب شده گرفته میانگین آنها دریفت زاویه و جابجایی از حاصل پاسخهای میان شد. خواهد ارائه تفکیک به نتایج و است در که میدهد نشان مختلف سازههای طبقات جابجایی از حاصل نتایج غیرخطی استاتیکی تحلیل مختلف روشهای بررسی مورد سازههای کلیهی تخمین و میدهند ارائه غیرخطی دینامیکی تحلیل نتایج از بیشتری مقادیر ندارند. هدف مکان تغییر از مناسبی Fig. 2. Pushover curves of SAC9 structure obtaied by Gupta ad this study شتابنگاشتها 5-5 مقیاسسازی 0/02 معادل طبقه نهایی دریفت زاویه کردن مقیاس از تحقیق این در کردن مقیاس ترتیب بدین است استفادهشده زمینلرزه هر به نسبت رادیان دریفت زاویه مقدار است. پذیرفته صورت غیرمستقیم روش به زلزله رکورد دستورالعمل اساس بر جانی ایمنی عملکرد سطح معادل طبقه برای درصد 2 است. 2000( )نسخه SEAOC نحوی به موردنظر شتابنگاشتهای مذکور مقیاسسازی روش در دارای شده مقیاس شتابنگاشت تحت بررسی مورد سازه که میشوند مقیاس دوران گرفتن نظر در علت باشد. رادیان 0/02 میزان به گره دوران حداکثر حد از سازه شکلپذیری تجاوز عدم در اطمینان رادیان 0/02 میزان به گره است. جانی ایمنی عملکرد سطح در سازه گرفتن قرار و متوسط شکلپذیری دریفت زاویه 10 مبحث رادیان 0/02 مقدار که است ضروری نکته این ذکر شامل رادیان 0/02 مقدار تحقیق این در که است حالی در این است طبقه است. ستون و تیر از حاصل دوران طبقه 4 سازه طبقات جابجایی نمودار 3: شکل Fig. 3. Story displacemet of 4 story model غیرخطی استاتیکی تحلیل مختلف روشهای 6-6 مقایسه در غیرخطی استاتیکی تحلیل مختلف روشهای مقایسه بهمنظور مهمترین از یکی )بهعنوان طبقات دریفت زاویه و جابجایی تخمین دینامیکی تحلیل از حاصل نتایج سازهها( لرزهای نیاز ارزیابی شاخصهای طبقه 4 سازه طبقات دریفت زاویه نمودار 4: شکل Fig. 4. Drift agle of 4 story model 1 Drift Agle 424

7 نشریه مهندسی عمران امیرکبیر دوره 49 شماره 3 سال 1396 صفحه 419 تا 430 شکل 5: نمودار جابجایی طبقات سازه 7 طبقه شکل 6: نمودار زاویه دریفت طبقات سازه 7 طبقه Fig. 6. Drift agle of 7 story model Fig. 5. Story displacemet of 7 story model (9) شکل 7: نمودار جابجایی طبقات سازه 10 طبقه بررسی نتایج زاویه دریفت طبقات در سازههای مختلف نشان میدهد که روشهای پوشآور سنتی )شامل الگوهای بار مختلف( قادر به تخمین درست نتایج در مقایسه با تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی نیستند. علت این امر عدم توانایی روشهای گفتهشده در منظور کردن اثرات مودهای باالتر الگوی بار یکسان و یکنواخت در نظر نگرفتن کاهش سختی اعضای سازه در حین فرایند تحلیل است. در کلیه سازههای موردبررسی روش پوشآور سنتی با الگوی بار جانبی یکنواخت )Uiform( نتایج غیرقابل قبولی در مقایسه با روش تحلیل دینامیکی خطی )NTHA( ارائه میدهد و روش مناسبی نیست. با افزایش تعداد طبقات بهویژه در سازههای بلندمرتبه زاویه دریفت طبقات حاصل از روش بار افزون پیشرفته DAP انطباق مناسبی با تحلیل دینامیکی غیرخطی دارد که این امر نشان میدهد روشهای پیشرفته تحلیل شکل 8: نمودار زاویه دریفت طبقات سازه 10 طبقه Fig. 8. Drift agle of 10 story model 2 استاتیکی غیرخطی اثر مودهای باالتر در سازههای بلندمرتبه را بهخوبی لحاظ میکند. شکلهای 13 تا 22 مقادیر خطای روشهای مختلف را در مقایسه با روش تحلیل دینامیکی غیرخطی نشان میدهد. بهمنظور محاسبه درصد خطای هر روش از رابطه 9 که توسط پینهو و همکاران معرفی شده است استفاده میشود. که در آن: : تعداد طبقات سازه 100 i NTHA ipushover Error (%) = ( ) i = 1 i NTHA Fig. 7. Story displacemet of 10 story model 425

8 تا 419 صفحه 1396 سال 3 شماره 49 دوره امیرکبیر عمران مهندسی نشریه intha تحلیل از حاصل i طبقه در مطلق یا نسبی مکان تغییر حداکثر : غیرخطی دینامیکی تحلیل از حاصل i طبقه در مطلق یا نسبی مکان تغییر حداکثر : ipushover افزون بار قادر بهخوبی DAP روش تحقیق این در موردبحث روشهای میان در مقادیر است. مطالعه مورد سازههای مختلف طبقات دریفت زاویه تخمین به هک میدهد نشان مختلف سازههای دریفت زاویه برای محاسبهشده خطای در کمتری خطای سازهها تناوب دوره و ارتفاع افزایش با DAP روش مودهای اثرات نمودن منظور امر این علت دارد. روشها سایر با مقایسه است. تحلیل فرایند حین در بههنگامشونده بار الگوی همچنین و باالتر نشان مختلف سازههای در APAM روش از حاصل نتایج بررسی مقادیر از مناسبی تخمین سنتی پوشآور روشهای با مقایسه در که میدهد روش که است حالی در این میدهد. ارائه طبقات دریفت زاویه و جابجایی دارای مختلف سازههای زیرین طبقات دریفت زاویه تخمین در APAM به است داشته بیشتری خطای DAP روش با مقایسه در و است ضعف روش با مقایسه در APAM روش اختالف مقدار بیشترین که نحوی است. درصد 3/7 مقدار طبقات دریفت زاویه محاسبه در DAP طبقه 15 سازه طبقات جابجایی نمودار 9: شکل طبقه 15 سازه طبقات دریفت زاویه نمودار 10: شکل Fig. 10. Drift agle of 15 story model Fig. 9. Story displacemet of 15 story model طبقه 20 سازه طبقات جابجایی نمودار 11: شکل Fig. 11. Story displacemet of 20 story model طبقه 20 سازه طبقات دریفت زاویه نمودار 12: شکل Fig. 12. Drift agle of 20 story model 426

9 نشریه مهندسی عمران امیرکبیر دوره 49 شماره 3 سال 1396 صفحه 419 تا 430 شکل 13: خطای ناشی از روشهای مختلف تحلیل استاتیکی غیرخطی در محاسبه جابجایی طبقات سازه 4 طبقه Fig story model displacemet error of NTHA i compariso with NSP method شکل 14: خطای ناشی از روشهای مختلف تحلیل استاتیکی غیرخطی در محاسبه زاویه دریفت طبقات سازه 4 طبقه Fig story model drift agle error of NTHA i compariso with NSP method شکل 15: خطای ناشی از روشهای مختلف تحلیل استاتیکی غیرخطی در محاسبه جابجایی طبقات سازه 7 طبقه Fig story model displacemet error of NTHA i compariso with NSP method شکل 16: خطای ناشی از روشهای مختلف تحلیل استاتیکی غیرخطی در محاسبه زاویه دریفت طبقات سازه 7 طبقه Fig story model drift agle error of NTHA i compariso with NSP method شکل 17: خطای ناشی از روشهای مختلف تحلیل استاتیکی غیرخطی در محاسبه جابجایی طبقات سازه 10 طبقه Fig story model displacemet error of NTHA i compariso with NSP method شکل 18: خطای ناشی از روشهای مختلف تحلیل استاتیکی غیرخطی در محاسبه زاویه دریفت طبقات سازه 10 طبقه Fig story model drift agle error of NTHA i compariso with NSP method 427

10 تا 419 صفحه 1396 سال 3 شماره 49 دوره امیرکبیر عمران مهندسی نشریه استاتیکی تحلیل مختلف روشهای از ناشی خطای 19: شکل طبقه 15 سازه طبقات جابجایی محاسبه در غیرخطی Fig story model displacemet error of NTHA i compariso with NSP method استاتیکی تحلیل مختلف روشهای از ناشی خطای 20: شکل طبقه 15 سازه طبقات دریفت زاویه محاسبه در غیرخطی Fig story model drift agle error of NTHA i compariso with NSP method استاتیکی تحلیل مختلف روشهای از ناشی خطای 21: شکل طبقه 20 سازه طبقات جابجایی محاسبه در غیرخطی 7-7 نتیجهگیری و )سنتی غیرخطی استاتیکی تحلیل مختلف روشهای ارزیابی بهمنظور سازههای طبقات( دریفت زاویه و )جابجایی لرزهای نیازهای برآورد در تطبیقی( 4 طبقات تعداد با و متوسط شکلپذیری با فوالدی خمشی قاب 5 فوالدی )بار غیرخطی استاتیکی تحلیل روش است. طراحیشده 20 و اول مود )SPEC( طیفی )TR( مثلثی جانبی بار الگوهای با سنتی افزون( بار )روش تطبیقی روشهای همراه به )Uiform( یکنواخت و )M1( اندرکنش کردن لحاظ با افزون بار روش و DAP جابجایی اساس بر افزون روش با حاصل نتایج و گرفت قرار ارزیابی مورد )APAM( مودها بین مدلهای محدوده در زیر نتایج است. شده مقایسه غیرخطی دینامیکی تحلیل شد: حاصل پژوهش این مقادیر از مناسبی تخمین سازه ارتفاع افزایش با سنتی روشهای دینامیکی تحلیل با مقایسه در طبقات دریفت زاویه و جابجایی استاتیکی تحلیل مختلف روشهای از ناشی خطای 22: شکل طبقه 20 سازه طبقات دریفت زاویه محاسبه در غیرخطی Fig story model drift agle error of NTHA i compariso with NSP method بار توزیع شکل بودن ثابت امر این علت نمیدهند. ارائه غیرخطی سختی ماتریس اثرات نکردن لحاظ سازه بارگذاری فرآیند طی مودهای اثرات نگرفتن نظر در سازه کل سختی ماتریس و المانها در تطبیقی و سنتی پوشآور روشهای میان اختالف است. باالتر مییابد افزایش سازه ارتفاع افزایش با طبقات دریفت زاویه محاسبه به مربوط و درصد 7/9 اختالف این مقدار بیشترین که نحوی به است. )Uiform( یکنواخت بار الگوی سه هر برای مختلف سازههای دریفت زاویه و جابجایی مقادیر هر )که اول مود و مثلثی طیفی بار الگوی با سنتی افزون بار روش است یکسان میباشند( مثلثی الگوی شکل مبنای بر بار الگوی سه دارند. باهم ناچیزی اختالف و و DAP( موردبحث تطبیقی پوشآور روشهای میان در سازه ارتفاع افزایش با DAP روش مطالعه این در )APAM Fig story model displacemet error of NTHA i compariso with NSP method 428

11 نشریه مهندسی عمران امیرکبیر دوره 49 شماره 3 سال 1396 صفحه 419 تا 430 displacemets for multi-mode seismic performace evaluatio, Bulleti of Earthquake Egieerig, 1(1) (2003) [8] M. Izadiia, M.A. Rahgozar, O. Mohammadrezaei, Respose modificatio factor for steel momet-resistig frames by differet pushover aalysis methods, Joural of Costructioal Steel Research, 79 (2012) [9] S. Mazzoi, F. McKea, M. Scott, G. Feves, OpeSees: ope system for earthquake egieerig simulatio, OpeSees Commad Laguage Maual, Berkeley, (2006). [10] P. FEMA, Commetary for the Seismic Rehabilitatio of Buildigs, FEMA-356, Federal Emergecy Maagemet Agecy, Washigto, DC, (2000). [11] A. ATC, 40, Seismic evaluatio ad retrofit of cocrete buildigs, Applied Techology Coucil, report ATC-40. Redwood City, (1996). [12] R. Piho, S. Atoiou, A displacemet-based adaptive pushover algorithm for assessmet of vertically irregular frames, i: Proceedigs of the Fourth Europea Workshop o the Seismic Behaviour of Irregular ad Complex Structures, [13] R. Abbasia, M. Tajik Davoudi, Capacity curve estimatio of reiforced cocrete frames with a ovel adaptive pushover method, i: Proceedigs of the 4th Iteratioal Coferece o Seismic Retrofittig, Tabriz, Ira, [14] R. Abbasia, A.T. Davoudi, M.M. Maddah, A adaptive pushover procedure based o effective modal mass combiatio rule, Egieerig Structures, 52 (2013) [15] A. Gupta, Seismic Demads for steel Momet Resistig Frame Structure, Staford uiversity, Staford, [16] S. No, 2800, Iraia Code of Practice for Seismic Resistat Desig of Buildigs, 3 (2005). [17] [18] S. Atoiou, R. Piho, SeismoSigal: a computer program for sigal processig of strog-motio data, Techical Report Pavia, Italy: SeismoSoft, مراجع بهخوبی مقادیر جابجایی و زاویه دریفت سازههای مختلف را تخمین میزند. این در حالی است که روش APAM با افزایش ارتفاع سازه تخمین مناسبی از زاویه دریفت طبقات تحتانی سازه ارائه نمیدهد. بیشترین مقدار اختالف روشهای DAP و APAM در محاسبهی جابجایی و زاویه دریفت طبقات به ترتیب مقادیر 3/8 و 3/7 درصد و مربوط به سازه 20 طبقه است. در سازههای کوتاه مرتبه روشهای تحلیل استاتیکی غیرخطی سنتی و پیشرفته انطباق مناسبی با روش دینامیکی غیرخطی دارند که علت آن اثرات مودهای باالتر است. [1] A. Moghadam, W. Tso, A pushover procedure for tall buildigs, i: Proc. of the Twelfth Europea Coferece o Earthquake Egieerig, Lodo, Uited Kigdom, Paper, [2] A.K. Chopra, R.K. Goel, A modal pushover aalysis procedure for estimatig seismic demads for buildigs, Earthquake Egieerig & Structural Dyamics, 31(3) (2002) [3] A.K. Chopra, R.K. Goel, A modal pushover aalysis procedure to estimate seismic demads for buildigs: Summery ad evalusatio, i: Fifth Natioal Coferece o Earthquake, Istabul, Turkeym Keyote Lecture, [4] A.K. Chopra, R.K. Goel, C. Chitaapakdee, Evaluatio of a modified MPA procedure assumig higher modes as elastic to estimate seismic demads, Earthquake Spectra, 20(3) (2004) [5] B. Gupta, S.K. Kuath, Adaptive spectra-based pushover procedure for seismic evaluatio of structures, Earthquake spectra, 16(2) (2000) [6] E. Kalka, S.K. Kuath, Adaptive modal combiatio procedure for oliear static aalysis of buildig structures, Joural of Structural Egieerig, 132(11) (2006) [7] M.N. Aydioğlu, A icremetal respose spectrum aalysis procedure based o ielastic spectral براى ارجاع به این مقاله از عبارت زیر استفاده کنید: Please cite this article usig: M. Gerami, A.H. Mashayekhi, N. Siahpolo, Assessmet of Differet Pushover Methods to Estimate Seismic Ielastic Demads of SMRF's, Amirkabir J. Civil Eg., 49(3) (2017) DOI: /ceej

12