توسعه منحنی های شکنندگی برای ارزیابی لرزه ای سازه های فولادی

دانشگاه آبا
دانشکده فنی و مهندسی
پایان نامه دوره کارشناسی ارشد مهندسی عمران- سازه
توسعه منحنی های شکنندگی برای ارزیابی لرزه ای سازه های فولادی
استاد راهنما:
جناب آقای دکتر محسن خطیبی نیا
استاد مشاور:
جناب آقای دکتر غلامرضا عاطفت دوست
نگارش
مریم یونسی
بهمن 1392
تقدیم به
پدر مهربان و مادر فداکارم که همواره پشتیبان و مشوق من بوده اند
و همسرم که حضورش برایم سراسر رحمت است…
تشکر و قدردانی
شکر ایزد یکتا، اول معلم انسان، که توفیق آن داد که بخش مهمی از زندگی خود را صرف آموختن علم نمایم. در این مسیر رهین منت انسانهای شریفی هستم که چراغ راه حقیر شدند. در اینجا لازم میدانم به عنوان وظیفه نام و خاطره شان را نه بر کاغذ، که بر دل برای ابد، جاودان بدارم و قدردانشان باشم. از استاد فرهیخته جناب آقای دکتر محسن خطیبی نیا که در تمام مراحل این پایان نامه، اینجانب را از راهنماییهای ارزنده و هوشمندانه خود بهره مند ساختند و ادب، صبر و تواضعشان همواره در خاطره ام خواهد ماند صمیمانه تشکر و قدردانی می نمایم. همچنین از استاد بزرگوار جناب آقای دکتر غلامرضا عاطفت دوست که زحمت مشاوره این پایان نامه را بر عهده گرفتند و در طول انجام آن از هیچ کوششی دریغ ننمودند، کمال تشکر و قدردانی را دارم. از استاد گرامی جناب آقای دکتر کیارش ناصراسدی که با نظرات ارزنده خود موجبات ارتقاء این کار را فراهم ساختند، سپاسگذاری می نمایم.
از خانواده عزیزم و همسرم مهندس بهزاد رحمی که در تمام دوران تحصیلات اینجانب همواره مشوق و تکیه گاهم بودند صمیمانه تشکرو قدردانی می نمایم. همچنین بر خود لازم میدانم از کلیه دوستان گرامی که در طی مراحل انجام رساله با اینجانب همکاری نمودند، تشکرو قدردانی نمایم.
همچنین از آقای مهندس شاهرخ شهبازی و همچنین مهندس صالح سلیمانی پور به خاطر راهنمایی هایشان کمال تشکر را دارم.
چکیده:
امروزه ارزیابی عملکرد سازه ها در برابر زلزله، به یکی از بحث های رایج در بین محققین تبدیل شدهاست. یکی از ابزار های کلیدی در ارزیابی آسیب پذیری لرزهای سازه ها، توابع شکنندگی است که احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را برای چندین سطح خطر از جنبشهای لرزهای زمین بیان مینماید. هدف از این مطالعه، تعیین منحنی شکنندگی آسیبپذیری لرزهای سیستم ساختمانی فولادی طراحی شده بر اساس آیین نامهی طراحی ایران بر روی خاک نوع III در منطقهای با خطر لرزهای زیاد میباشد. مدل های مورد نظر، ساختمان های فولادی 5، 8 و12 طبقهی با سیستم قاب مقاوم خمشی ویژه میباشند. مدل سازی این ساختمان ها در نرم افزار opensees انجام شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی (IDA) برروی مدل ها انجام گرفتهاست. در این بررسی، تغییر مکان جانبی نسبی سازه ها به عنوان معیار آسیب در نظر گرفته شده است. حدود تعیین شده برای تغییر مکان جانبی نسبی در دستورالعمل HAZUS برای تعیین حالات خرابی مورد استفاده قرار گرفته است که این حالات خرابی عبارتند از: حالت خرابی کم، متوسط، گسترده و کلی.
منحنی شکست سازه ها بر اساس مقادیر تغییر مکان جانبی نسبی و ضرایب موجود در دستور العمل HAZUS تهیه شدهاند. نتایج بدست آمده نشان میدهند که با افزایش تعداد طبقات ، شکنندگی افزایش مییابد
در سازه های مدل شده در حالات خرابی کم و متوسط منحنی های شکست مدل های 5 و 8 طبقه بسیار به هم نزدیک هستند و منحنی شکست مدل 12 طبقه فاصلهی نسبتاً قابل توجهی با منحنی شکست دو مدل دیگر دارد.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: کلیات تحقیق…………………………………………………………………………………………………………..1
1-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2 شرح مسئله……………………………………………………………………………………………………………………..3
1-3 اهداف و ضرورت تحقیق………………………………………………………………………………………………….4
1-4 روش اجرای طرح و مدلهای مورد بررسی…………………………………………………………………………5
1-5 ساختار پایاننامه………………………………………………………………………………………………………………5
فصل دوم: منحنی های شکنندگی……………………………………………………………………………………………..6
2-1 منحنیهای شکنندگی لرزهای……………………………………………………………………………………………..7
2-1-1 منحنیهای شکنندگی تجربی………………………………………………………………………………………..8
2-1-2 منحنیهای شکنندگی بر اساس قضاوت مهندسی……………………………………………………………..9
2-1-3 منحنیهای شکنندگی تحلیلی………………………………………………………………………………………..9
2-1-4 منحنی شکنندگی ترکیبی……………………………………………………………………………………………….12
2-2 توابع شکنندگی………………………………………………………………………………………………………………..12
2-3 حالات خرابی در دستورالعمل HAZUS…………………………………………………………………………..13
2-4 دستورالعمل HAZUS……………………………………………………………………………………………………13
2-4-1 طبقهبندی ساختمانها در HAZUS……………………………………………………………………………..15
2-4-2 منحنی شکست در HAZUS………………………………………………………………………………………16
2-5 پیشینهی تحقیق………………………………………………………………………………………………………………..18
2-5-1 پژوهش جوزف کارلو مارانو و همکاران…………………………………………………………………………20
2-5-2 مطالعات روییزگارسیا و همکاران…………………………………………………………………………………..26
2-5-3 مطالعات شکنندگی در تایوان برای زلزلهی چیچی………………………………………………………….28
2-5-4 مطالعات میشاییل تانتالا و جورج دوداتیس………………………………………………………………………29
2-5-5 مطالعات اربریک و الناشی…………………………………………………………………………………………..32
2-5-6 سایر مطالعات……………………………………………………………………………………………………………..34
فصل سوم: قاب های مقاوم خمشی فولادی………………………………………………………………………………..47
3-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………48
3-2 قاب های خمشی کاملاً صلب و نیمه صلب…………………………………………………………………………50
3-2-1 قاب های خمشی کاملاً صلب……………………………………………………………………………………….50
3-2-2 قاب های خمشی نیمه صلب…………………………………………………………………………………………50
3-4 انواع قاب های مقاوم خمشی MRF…………………………………………………………………………………50
3-4-1 قاب های خمشی ویژه…………………………………………………………………………………………………51
3-5 شکل پذیری……………………………………………………………………………………………………………………58
3-5-1 انتخاب عضوی از قاب خمشی به عنوان عضو شکل پذیر………………………………………………….59
3-6 مقایسه مکانیزم های خرابی در قاب خمشی فولادی……………………………………………………………..60
فصل چهارم: مطالعات عددی……………………………………………………………………………………………………62
4-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………..63
4-2 پارامترهای قاب های مورد تحلیل………………………………………………………………………………………64
4-3 انتخاب رکوردهای زلزله……………………………………………………………………………………………………65
4-4 معرفی اجمالی نرم افزار OpenSees………………………………………………………………………………..66
4-4-1 ویژگی های نرم افزار OpenSees………………………………………………………………………………..67
4-5 شاخص آسیب و سطوح آسیب………………………………………………………………………………………….67
4-6 بررسی روش تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA)…………………………………………………………………..68
4-6-1 تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA)…………………………………………………………………………………..68
4-6-2 ورودیها و خروجیهای تحلیل دینامیکی غیر خطی افزایشی………………………………………………..70
4-6-3 تحلیل دینامیکی افزایشی تک رکورده……………………………………………………………………………..72
4-6-4 تحلیل دینامیکی افزایشی چند رکورده……………………………………………………………………………..74
4-6-5 منحنی تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA)………………………………………………………………………..75
4-6-6 دسته منحنیIDA………………………………………………………………………………………………………..75
4-6-7 انتخاب IM و روش صحیح مقیاس کردن……………………………………………………………………..77
4-6-8 روش های مختلف بدست آوردن رابطه IM در مقابل EDP…………………………………………..79
4-6-9 استفاده از نتایج IDA و بدست آوردن مقدار QUOTE GEDPIM(yim)…………………………………………………79
4-7 تحلیل مدل……………………………………………………………………………………………………………………..80
4-8 کلیات تحلیل نیاز لرزهای احتمالاتی………………………………………………………………………………….80
4-9 مدلهای نیاز لرزهای احتمالاتی…………………………………………………………………………………………..81
4-10 تحلیل شکنندگی لرزهای مدلها……………………………………………………………………………………….85
4-10-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….85
4-10-2 روش تحقیق…………………………………………………………………………………………………………….87
4-10-3 منحنی های شکنندگی مربوط به سازه ی مورد مطالعه…………………………………………………….87
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات………………………………………………………………………………………..93
5-1 نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………..94
5-2 پیشنهادها………………………………………………………………………………………………………………………..95
منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………..97
ضمیمه…………………………………………………………………………………………………………………………………..104

فصل اول
کلیات تحقیق
1-1 مقدمه
انسان از آغاز خلقت همواره با موضوع بلایای طبیعی مواجه بوده و تلاش نموده است تا این حوادث و سوانح طبیعت را مدیریت و کنترل نماید و زندگی خود را از این خطرات، ایمن و محفوظ دارد. از میان بلایای طبیعی، زلزله از ویژگیهای خاصی برخوردار بوده و در قرن گذشته با توجه به عوامل زیر اهمیت بیشتری به مدیریت بحران زلزله داده شده است:
افزایش تعداد شهر ها در نقاط مختلف که بسیاری در مناطق فعال لرزه خیز واقعند.
گسترش و توسعه شهرها به گونهای که گسلهای زیادی در داخل شهرها قرار گرفتهاند.
افزایش تراکم جمعیت شهرها که باعث افزایش تعداد قربانیان زلزله گردیده است.
افزایش کمی و کیفی تأسیسات و امکانات مختلف شهری، که باعث افزایش سرمایهگذاری انسان در شهرها و گسترش خسارات مالی ناشی از زلزله شده است.
پیشرفت دانش لرزه شناسی و مهندسی زلزله، که بشر را قادر به ثبت اطلاعات زلزله های گذشته و تجزیه و تحلیل هر چه دقیقتر آنها نموده است.
ایران از نظر لرزه خیزی در منطقهی فعال جهان قرار دارد و به گواهی اطلاعات حاصل از مستندات علمی و مشاهدات قرن بیستم از خطر پذیرترین مناطق جهان در اثر زمین لرزه های پرقدرت محسوب میشود. در سال های اخیر به طور متوسط هر پنج سال یک زمین لرزه با صدمات جانی و مالی بسیار بالا در نقطه ای از کشور رخ داده است و در حال حاضر ایران در صدر کشور هایی است که وقوع زلزله در آن با تلفات جانی بالا همراه است.
گرچه جلوگیری کامل از خسارات ناشی از زلزله های شدید بسیار دشوار و حتی غیر ممکن است، لیکن با افزایش سطح اطلاعات در رابطه با لرزه خیزی کشور و مطالعه دقیق وضعیت آسیب پذیری ساختمان ها، تأسیسات زیربنایی و شریان های حیاتی و ایمن سازی و مقاوم سازی صحیح و اصولی آنها، می توان تا حد مطلوب تلفات و خسارات ناشی از زلزله های آتی را کاهش داد.
امروزه یکی از راه های بررسی آسیب پذیری ساختمان های موجود، استفاده از منحنی های شکنندگی می باشد که این منحنی ها می توانند کاربرد های فراوانی قبل و بعد از زلزله داشته باشند.
1-2 شرح مسئله
خطر لرزه ای بیانگر پتانسیل خسارت ایجاد شده در سازه ناشی از وقوع زلزله است. خسارت یا شکست در سیستم سازه ای، بصورت عدم حفظ عملکرد مطلوب آن در هنگام وقوع زلزله تعریف میشود ( Nielson، 2005 ).
به منظور تحلیل شکست از دیدگاه مهندسی در یک سیستم سازهای، بایستی آستانه ی رخداد شکست با استفاده از پارامتر های ریاضی به صورت کمی بیان شود. یکی از پارامتر های مهم در برآورد خسارت سازه ای بزرگی و شدت زمین لرزه میباشد. از جمله پارامتر هایی که در تحلیل شکنندگی بعنوان معیار بزرگی و شدت جنبش های لرزه ای زمین در نظر گرفته میشود، میتوان از بیشینه شتاب زمین (PGA)، بیشینه سرعت زمین (PGV)، بیشینه تغییر مکان زمین (PGD)، شتاب طیفی (Sa)، سرعت طیفی (Sv)، تغییر مکان طیفی (Sd) و شدت مرکالی نام برد( شهسوار، 1381).
در برآورد خطر لرزه ای سازه پارامتر هایی نظیر شکل پذیری تغییر مکانی، شکل پذیری انحنایی، تغییر مکان مطلق عضو، انرژی هیسترتیک جذب شده توسط المان و …. برای تعیین حالات خسارت مورد استفاده قرار میگیرد. در تحلیل آسیب پذیری یک سیستم، به دنبال جمع آوری و پردازش داده های پاسخ سازه تحت اعمال جنبش شدید زمین هستیم. به منظور پردازش آماری رفتار سازه های مختلف، با استفاده از تئوری احتمالات می توان ارتباط بین شدت زلزله و آسیب پذیری سازه ها را در قالبی آماری مورد بررسی قرارداد. بررسی این ارتباط از دو دیدگاه حائز اهمیت است:
با در دست داشتن ارتباط آماری بین شدت زلزله و گسترده آسیب سازه ها می توان پیامد های رخداد زلزله های آینده را پیش بینی نمود.
با شناخت بیشتر نقص های موجود در طراحی سازه ها، امکان بهبود بیشتر آییننامه های لرزه ای فراهم شده و در نهایت باعث افزایش ایمنی سازه ها میگردد (Nielson، 2005).
یکی از ابزارهای کلیدی در ارزیابی خطرپذیری لرزه ای که امروزه استفاده از آن رواج یافته است، منحنی شکنندگی است. منحنی شکنندگی، احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را برای چندین سطح خطر از جنبش های لرزه ای زمین بیان میکند. این منحنی کاربردهای فراوانی قبل و بعد از وقوع زلزله دارد، بطوریکه ضمن ارزیابی آسیب پذیری لرزهای در مواردی دیگر از جمله تعیین اولویت ها در مقاوم سازی سازه ها و همچنین برنامه ریزی مدیریت بحران مورد استفاده قرار میگیرد.
1-3 اهداف و ضرورت تحقیق
امروزه ارزیابی عملکرد ساختمان ها در برابر زلزله، به یکی از بحث های رایج در بین محققین تبدیل شده است. با توجه به اینکه در طراحی تعداد زیادی از ساختمان های موجود اثرات تخریبی زمین لرزه در نظر گرفته نشده است و یا اینکه دانش طراحی لرزه ای در حین ساخت آنها ناکافی بوده است، بروز خسارات وسیع در سازه های موجود بر اثر وقوع یک زمینلرزهی نسبتاً شدید دور از انتظار نخواهد بود ( رهگذر و همکاران، 1387 ).
همان طور که بیان شد منحنی شکست تابعی است که تجاوز خرابی سازه را از یک معیار تعیین شده، در مقابل افزایش شدت زمین لرزه تعیین می کند و از این رو یکی از راه های بررسی میزان خرابی سازهها است.
با توجه به اینکه کشور ما یکی از مناطق لرزه خیز است، و نیز با توجه به اینکه اکثر سازه های موجود با ضوابط لرزه ای ساخته نشدهاند، آسیب پذیری لرزه ای سازه های موجود، به ویژه تیپی از سازهها که بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند، لازم و ضروری به نظر میرسد.
1-4 روش اجرای طرح و مدل های مورد بررسی
در این پژوهش سعی خواهیم کرد آسیب پذیری لرزه ای یکی از تیپ های ساختمانی رایج در سطح کشور، یعنی سازه های فولادی دارای سیستم قاب خمشی ویژه با تعداد طبقات تعداد طبقات 5، 8 و 12 را بررسی کنیم و برای این سازهها منحنی شکنندگی تولید خواهیم کرد.
برای رسیدن به اهداف این پایاننامه، مدلها بصورت دوبعدی درنرمافزار opensees مدل سازی شده و تحت اثر 10 رکورد زلزله که هر یک از این رکوردها از مقدار 0.1g تا 1.5g مقیاس شدهاند، تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی قرار میگیرند. سپس مقادیر نیاز و ظرفیت در مؤلفه های سازه مقایسه و مؤلفه Drift در ارائه شکنندگی در تعیین آسیب پذیری بررسی خواهد شد و سپس با اعمال تکنیکهای آماری لازم بر روی داده ها، منحنی های شکنندگی برای هریک از مدل ها تولید خواهد شد.
1-5 ساختار پایاننامه
پایان نامهی حاضر در 5 فصل تهیه شده است. در فصل اول اطلاعاتی کلی در خصوص پایان نامه، اهداف آن و روش تحقیق ارائه شده است. در فصل دوم در مورد انواع منحنی شکست و روش های تهیهی آن و نیز در مورد اطلاعات و داده های مورد نیاز برای تهیهی منحنی شکست توضیحاتی ارائه شده است. دستور العمل HAZUS نیز به صورت مختصر دراین فصل معرفی شده است. و همچنین مروری بر تعدادی از پژوهشهای انجام شده در زمینهی منحنی شکست برای سازه ها در این فصل انجام شده است. در فصل سوم مطالعاتی در مورد قاب های مقاوم خمشی فولادی انجام شده است.
مطالعات عددی در مورد مدل ها و روش این پایان نامه در فصل چهارم آمده است که در آن فرضیات و مراحل کامل روش های مورد استفاده برای رسیدن به نتیجهی مورد نظر ارائه شدهاند. منحنی های شکست تولید شده نیز در همین فصل نمایش داده شدهاند. نهایتاً فصل پنجم به نتیجه گیری و ارائهی پیشنهادات برای تحقیقات آتی اختصاص یافته است.
فصل دوم
منحنی های شکنندگی
2-1 منحنیهای شکنندگی لرزهای
منحنی شکنندگی، احتمال خرابی متناظر با یک حالت خرابی معین را در چندین سطح از جنبش های لرزه ای زمین بیان میکند. در واقع منحنی شکنندگی، نسبت بین شدت زمین لرزه و سطح خرابی لرزه ای محتمل را توصیف میکند. جهت تعیین دقیق چنین نسبتی انتخاب صحیح شدت زلزله در منطقه ی سازهی تحت بررسی مهم میباشد. از شاخص هایی که شدت زلزله را بطور مناسب جهت تحلیل شکنندگی معرفی مینمایند میتوان از بیشینه شتاب زمین PGA، بیشینه سرعت زمین PGV، بیشینه تغییر مکان زمین PGDنام برد. این منحنی ها را میتوان از تحلیل رگرسیون منطقی اطلاعات خرابی واقعی یا شبیه سازی شده و یا روشهای حل عددی بدست آورد.
با توجه به اینکه آسیب پذیری لرزه ای زمانی رخ میدهد که احتمال فراگذشت سازه از سطح خرابی تعریف شده وجود داشته باشد، گسیختگی زمانی رخ میدهد که سازهی موجود نتواند شرایط لازم برای سطح عملکرد تعریف شده را ارضا کند.
استفاده از منحنی شکست برای ارزیابی رفتار سازه ها و خطر ناشی از زلزله، در دو دهه ی اخیر به طور گسترده ای توسط جامعهی علمی مورد استفاده قرار گرفته است. روش منحنی شکست یک امتیاز مهم دارد و آن امتیاز، این است که آسیب پذیری سازه و مؤلفههای آن را با یک روش ساده نشان میدهد و اجازه میدهد که سطح خرابی مورد انتظار برای شدت زلزلهی معین را تخمین بزنیم ( مارانو ،2009).
روش های مختلفی برای تهیهی منحنی شکست وجود دارد که مهم ترین آنها به شرح زیر است:
روش تجربی یا آزمایشگاهی
روش قضاوت مهندسی
روش تحلیلی
روش ترکیبی که توضیحات مربوط به هر روش در ادامه آمده است.
2-1-1 منحنی های شکنندگی تجربی
منحنیهای شکنندگی بر اساس مشاهدات اطلاعات مربوط به آسیب های سازه ای به دست آمده از زلزله های گذشته به دست میآید. این منحنیها انواع مختلف سازه را مشخص نمی کنند. یعنی تأثیر پارامتر های مکانیکی ساختمان، عملکرد ساختمان ( استاتیکی یا دینامیکی )، تغییرات ورودی (حوزه ی فرکانسی ) و … در نظر گرفته نمی شود. بنابراین این روش برای تعیین سطح خرابی یک سیستم خاص مناسب نمیباشد.
منحنیهای شکنندگی تجربی، اغلب همراه با کمبود داده میباشند و فقط قابل استفاده در مناطق محدود هستند ولی از آنجایی که منحنی های شکنندگی تجربی برگرفته از مشاهدات خسارت های ناشی از زلزلههای واقعی روی سازه هستند، نقش اجتناب ناپذیری در مطالعه روی منحنی های شکنندگی ایفا میکنند. منحنی های شکنندگی تجربی در صورت تعیین براساس داده های خرابی به تعداد کافی میتوانند به عنوان معیار در برآورد صحت منحنی های شکنندگی تحلیلی و آن دسته از منحنی های آزمایشگاهی که فقط تحت شرایط آزمایشگاهی ایجاد میشوند، مورد استفاده قرار داده شوند ( نیلسن، 2005 ).
منحنی های شکنندگی تجربی دارای محدودیت های زیر میباشند:
محدودیت اول این است که دست یابی به تعداد کافی از یک سازهی خاص که در یک سطح خرابی قرار میگیرند، بسیار سخت و حتی غیر ممکن است. این محدودیت، موردی است که رسیدن به نتایج آماری دقیق را مشکل میکند( شینوزوکا ، 1998 ). از این رو باید تعداد کافی از سازه هایی که تحت یک حالت خرابی واقع میشوند در دسترس باشند. بنابراین اعتبار این نوع منحنی های شکنندگی کاهش مییابد.
محدودیت دوم وابستگی نتایج به ثبت شدت های زمین لرزه میباشد ( باسوز و کیرمدجان، 1999 )
محدودیت سوم، مغایرت نظرات بازرسین در اختصاص سطوح خرابی است ( باسوز و کیرمدجان، 1999 ).
از این رو عدم قطعیت های زیادی در منحنی های شکنندگی تجربی وجود دارد و استفاده از این روش در مناطقی که تجربهی تعداد زلزلههای کافی را نداشته باشند قابل قبول نیست.
2-1-2 منحنیهای شکنندگی بر اساس قضاوت مهندسی
این منحنی ها بر اساس قضاوت و تجربه ی متخصصین مربوطه، در مورد سازهی مورد مطالعه تهیه می شوند و عدم قطعیت زیادی دارند. یکی از مهم ترین عدم قطعیت ها ناشی از قضاوت مهندسی است که به تجربیات و تعداد متخصصین وابسته است و دیگری به تعداد تیپ های سازه های مورد بررسی بستگی دارد. این عدم قطعیت ها تأثیر زیادی در پاسخ ها دارند، اما امکان کمی کردن آنها وجود ندارد ( نیلسن، 2005 ).
2-1-3 منحنیهای شکنندگی تحلیلی
هنگامی که اطلاعات خرابی واقعی کافی دربارهی مدل مورد مطالعه و داده های زمینلرزه در دسترس نباشند، منحنی های شکنندگی تحلیلی جهت ارزیابی عملکرد سازه ها مورد استفاده قرار میگیرند ( نیلسن، 2005).
منحنی شکست تحلیلی با استفاده از شبیه سازی عددی یا تحلیل تصادفی سازه های قرار گرفته در معرض رکورد های مصنوعی به دست میآید. با این روش میتوان آسیب پذیری انواع مختلف سازه ها را بدون داشتن تجربهی زمین لرزهی زیاد ارزیابی کرد ( یامازاکی، 2003).
بدلیل اینکه حالات خرابی با ظرفیت سازهای ( Capacity, C ) و پارامتر شدت زلزله با نیاز سازهای ( Demand, D ) مرتبط است، شکنندگی یا احتمال شکست از رابطه 2-1 توصیف میشود. این رابطه احتمال فزونی نیاز لرزهای از ظرفیت سازه را نشان میدهد.
Pf = [ DC ] ≥ 1 (2-1)
به طور کلی این احتمال به عنوان توزیع احتمال نرمال یا لوگ نرمال مدل میشود که تناسب خوبی نیز با داده های گذشته نشان داده است( ون و همکاران، 2003 ). به علاوه هنگامی که نیاز و ظرفیت سازهای به طرز مناسبی از توزیع نرمال یا لگاریتم نرمال پیروی کنند، با استفاده از قاعده حد مرکزی میتوان گفت که عملکرد مرکب، توزیع لگاریتم نرمال خواهد داشت ( کوتگودا و روسو، 1997 ).
بنابراین منحنی شکنندگی را میتوان به صورت تابع توزیع تجمعی لگاریتمی نرمال مطابق رابطهی زیر نشان داد ( ملچرز، 2001 ).
Pf = Ф (ln SdScβd2+ βc2 ) (2-2)
که در این رابطه، Sc متوسط مقادیر ظرفیت سازهای است که برای هر حالت خرابی تعریف میشود. βc پراکندگی یا انحراف معیار در ظرفیت سازهای، Sd نیاز لرزهای در ترمهایی از پارامتر شدت زلزلهی انتخابی، βd انحراف معیار لگاریتمی برای نیاز و (Ф) تابع توزیع نرمال استاندارد است.
منحنیهای شکنندگی تحلیلی را میتوان از روش تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی (NLTH ) ارائه نمود. هرچند این روشها محاسبات خیلی زیادی را تحمیل میکنند، اما یکی از روشهای قابل اعتمادی است که در دسترس میباشد) شینوزوکا و همکاران ، 2000 ). به این دلیل محققین زیادی روش تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی را در ارائه منحنیهای شکنندگی بکار میگیرند. مراحل زیر بر پایهی روش ارائه شده در شکل 2-1 میباشد.
در مرحلهی اول مجموعهای از زمینلرزهها که مناسب با منطقهی جغرافیایی تحت بررسی است تعیین میگردد، که عدم قطعیتهای ذاتی در زمینلرزهها از قبیل دامنه و فواصل کانونی و … را پوشش دهد.
در قدم بعدی خصوصیات سازهای( مقاومت مصالح و مقادیر هندسی) باید وارد فرمول بندی تحلیلی مدل سازه شوند. سپس تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی در شدت های مختلف تعیین شده برای سازه انجام شده و پاسخهای حداکثر سازهای برای تمام المان های کلیدی ( به عنوان مثال تغییر مکان جانبی طبقات و یا … ) محاسبه میشود. با استفاده از حداکثر پاسخ سازه، مدل نیاز لرزهای احتمالاتی با استفاده از تحلیل رگرسیون پارامترهای زلزله و پاسخ حداکثر سازه یا با استفاده از تکنیک تخمین تعداد پارامترهای دیگری از قبیل روش حداکثر احتمال، ارائه میشود. ظرفیت یا حالت حدی هر مؤلفه با استفاده از روشهای کارشناسی، تجربی یا بر پایه روشهای تحلیلی تعیین میشود. سرانجام مدلهای نیاز لرزهای و ظرفیت سازهای با فرض توزیع لگاریتم نرمال در معادله 2-2 ترکیب میشوند.
همانطور که ذکر شد، چهارچوب کلی روش استفاده شده توسط محققین، با الگوی مطرح شده در شکل 2-1 مطابقت دارد. هرچند ممکن است تفاوتهایی در هر مرحله مشاهده شود.
شکل(2-1): ارائه منحنی شکنندگی تحلیلی با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی ( کریمی مریدانی، 1387 )

2-1-4 منحنی شکنندگی ترکیبی
در روش ترکیبی سعی میشود که بین اطلاعات مشاهدهای و اطلاعات مربوط به روشهای تحلیلی ارتباط ایجاد شود و این اطلاعات باهم ترکیب میشوند. در حقیقت در این روش سعی میشود کمبود روشهای ذکر شده در بالا، از طریق ترکیب آنها باهم جبران شود.
در یک مطالعه کاپوس ( 2006 ) از روش ترکیبی برای تهیه ی منحنی شکست استفاده کرد. در مطالعهی دیگری رین هورن ( 2001 ) اطلاعات به دست آمده از سازههای واقعی را با اطلاعات حاصل از تحلیل پوشآور ترکیب کرد و نهایتاً منحنی شکست ترکیبی تولید کرد.
2-2 توابع شکنندگی
تابع شکنندگی، یک احتمال شرطی است، از این رو احتمال اینکه یک سازه به سطح معینی از خرابی برسد یا از آن فراتر رود را در یک شدت زلزله معین بیان میکند. این احتمال مشروط در معادلهی زیر داده شده است:
شکنندگی = P[ LS| IM = y ] (2-3)
که در رابطهی بالا LS حالت حدی یا سطح خرابی مؤلفهی سازه و IM اندازهی شدت زلزله است و y به ازای مقادیر مربوطه تعیین میشود. این فرمولبندی احتمال فراگذشت حالت معینی از سازه از حالت حدی تعیین شده در یک شدت زلزله معین بیان میکند. شکل 2-2 ارائه گرافیکی از یک فرم پیوسته از این تابع را نشان میدهد.
در سالهای 1970 و 1980 این روش احتمالاتی تخمین خرابی سازهای، در ارزیابی آسیبپذیری تأسیسات هستهای استفاده شد و سپس در سطوح دیگر از مهندسی سازه بسط داده شد. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد، روشهای مختلفی در تعیین توابع شکنندگی و به دنبال آن ایجاد منحنیهای شکنندگی سازهای وجود دارد که خلاصهای از این روشها در بخش قبلی توضیح داده شد.
شکل(2-2): نمونه منحنی شکنندگی (کریمی مریدانی 1387)
ی شکنندگی(شکل(2-2). نمونه منحنی شکنندگی( کریمی مریدانی، 1387 )
شکل(2-2). نمونه منحنی شکنندگی( کریمی مریدانی، 1387 )
کریمی مریدانی، 1387 )

2-3 حالات خرابی در دستورالعمل HAZUS
در دستورالعمل HAZUS انواع سیستمهای ساختمانی به 15 گروه تقسیم بندی شدهاند که برای هر گروه چهار حالت خرابی تعریف شده است که به ترتیب عبارتند از: حالت خرابی ناچیز، حالت خرابی متوسط، حالت خرابی گسترده و حالت خرابی کلی. با توجه به اینکه در این پژوهش از حالات خرابی معرفی شده در دستورالعمل HAZUS استفاده شده است، توضیحات کامل در این مورد، در ادامه ارائه شده است
2-4 دستورالعمل HAZUS
برای بررسی تلفات ناشی از زمینلرزه و ارزیابی آسیبپذیری انواع سازهها، اعم از ساختمانهای مسکونی و سایر سازهها مانند فرودگاهها، بیمارستانها و … انجمن مدیریت بحران فدرال(FEMA) دستورالعملی تهیه کرد که در این دستورالعمل روشهای مختلفی برای تخمین تلفات ناشی از زلزله معرفی و توصیف شده است. هدف اصلی این پروژه، تهیه دستورالعملی است که طی آن تخمین مخاطرات ناشی از زمینلرزه، در مقیاس منطقهای ممکن شود و در نتیجه بتوان تلفات ناشی از زلزله را کاهش داد و همچنین برای اقدامات اورژانسی مورد نیاز بعد از زلزله آمادگی لازم را کسب کرد.
نرم افزاری برای این دستورالعمل طراحی شده است که در طراحی آن زمینشناسان، مهندسین، معماران، اقتصاددانان، برنامهریزان شرایط اورژانسی، جامعهشناسان و نیز مهندسان برنامهنویسی مشارکت داشتهاند. این نرم افزار بر اساس سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) تهیه شده است.
شکل (2-3). فلوچارت روشهای تخمین تلفات ناشی از زلزله
در این دستورالعمل فلوچارتی تهیه شده است و در تمام روشهای معرفی شده برای ارزیابی آسیبپذیری لرزهای و تلفات ناشی از زلزله، از این فلوچارت پیروی شده است. فلوچارت در شکل 2-3 نمایش داده شده است.
روشهای معرفی شده در حالت کلی شامل گامهای زیر است:
دستهبندی اطلاعات به دست آمده از منطقهی مورد بررسی
استفاده از نقشههای مربوط به نوع خاک، جنبش زمین، گسلهای موجود و غیره از پایگاه دادهها
طبقهبندی ساختمانها و امکانات موجود
طبقهبندی سیستمهای مختلف ساختمانی
تعیین و تعریف حالات خرابی
تعریف توابع خرابی برای ساختمان
استفاده از روشهای فنی و تخصصی
تهیهی خروجی.
2-4-1 طبقهبندی ساختمانها در HAZUS
تقسیم بندی کلی سازهها از نظر کاربری در دستورالعمل HAZUS شامل سازههای مسکونی، تجاری، صنعتی، کشاورزی، مذهبی، دولتی و آموزشی و… میباشد. علاوه براین انواع سازهها از لحاظ سیستم ساختمانی نیز طبقهبندی شدهاند. اطلاعات مورد نیاز برای تحلیل و ارزیابی احتمال وقوع خرابی در اثر زلزله با طبقهبندی و نوع سازهها ارتباط دارد. در واقع هدف اصلی از تقسیمبندی انواع مختلف سازهها این است که ساختمانهایی که ویژگیهای مشابهی دارند و احتمالاً در اثر زلزله نیز دچار خرابی مشابهی میشوند در یک طبقه قرار بگیرند.
در تقسیم بندی سازهها، ارتفاع آنها نیز در نظر گرفته شده است تا از این طریق تفاوت پریود سازهها و سایر پارامترهای طراحی که با ارتفاع سازه مرتبط هستند، در ارزیابی خطرات لرزهای در نظر گرفته شود.
علاوه بر این موارد تقسیم بندیهای دیگری نیز برای سیستم حمل و نقل شامل سیستمهای بزرگراهی، راهآهن، سیستم حمل و نقل اتوبوس، فرودگاه و بندرگاه درنظر گرفته شده است.

دستورالعمل HAZUS انواع سازهها را از لحاظ روش طراحی به 4 گروه طبقه بندی کرده است که شامل موارد زیر میباشد:
حالت طراحی High- code طبق استانداردهای طراحی لرزهای.
حالت طراحی Moderate-code طبق استانداردهای طراحی لرزهای.
حالت طراحی Low-code طبق استانداردهای طراحی لرزهای.
حالت طراحی Pre-code که شامل ساختمانهایی است که طبق ضوابط لرزهای طراحی نشدهاند.
2-4-2 منحنی شکست در HAZUS
یکی از روشهایی که برای ارزیابی آسیبپذیری لرزهای در HAZUS مورد استفاده قرار گرفته است، استفاده از منحنیهای شکنندگی میباشد. در منحنی شکنندگی، احتمال وقوع هریک از حالات خرابی معرفی شده در مقابل مقادیر مختلف PGA مورد بررسی قرار میگیرد.
اطلاعات مورد نیاز برای تخمین خرابی سازهها با استفاده از منحنی شکنندگی به شرح زیر میباشد:
نوع سیستم ساختمانی، ارتفاع ساختمان و نوع طراحی لرزهای.
طیف پاسخ یا مقدار PGA در منطقهای که ساختمان در آن واقع شده است.
نهایتاً، منحنی شکنندگی احتمال رسیدن یا فراگذشت سازه را از هریک از حالتهای خرابی را در مقادیر مختلف PGA نمایش میدهد از این منحنیها میتوان برای تخمین خسارات فیزیکی، مالی و اجتماعی استفاده کرد. شکل 2-4 یک نمونه منحنی شکست بر حسب جابجایی طیفی در مقابل احتمال رسیدن یا فراگذشت از 4 حالت خرابی را ارائه میدهد.
شکل (2-4).یک نمونه منحنی شکست ارائه شده در HAZUS

در دستورالعمل HAZUS منحنی شکنندگی از رابطهی زیر محاسبه میشود:
P [ds| Sd ] = ϕ [ 1βds ln ( SdSd,ds ) ] (2-4)
که در رابطهی بالا:
Sd = مقدار نیاز لرزهای است که همان متوسط مقدار جابجایی طیفی و یا مقدار PGA در زمانی است که مدل به هریک از حالات حدی برسد.
Sd,ds = مقدار ظرفیت لرزهای است که با توجه به هریک از سیستمهای ساختمانی و برای هر حالت خرابی در HAZUS مقداری ارائه شده است.
βds = مقدار انحراف معیار لگاریتم طبیعی جابجایی طیفی برای هریک از حالات خرابی میباشد.
ϕ = تابع توزیع تجمعی نرمال میباشد.

در حالت کلی مقدار βds از ترکیب سه مؤلفه به دست میآید:
عدم قطعیت در تعیین محدودههای حالات خرابی
تفاوت در خواص ظرفیتی هر یک از مدلهای انتخاب شده
عدم قطعیت در پاسخ در اثر عدم قطعیت در جنبش زمین.
هریک از این سه عامل باعث ایجاد انحراف معیار میشود که اثر آنها در اینجا اعمال شده است. برای هر نوع سیستم ساختمانی و با توجه به تعداد طبقات آن، مقدار ظرفیت لرزهای و انحراف معیار در HAZUS به شکل ضرایبی معرفی شدهاند که میتوان از آنها برای تهیهی منحنی شکست استفاده کرد.
توضیحات کلیتر در مورد سیستم ساختمانی انتخاب شده، هریک از حالات خرابی استفاده شده طبق HAZUS و نیز ضرایب مورد استفاده برای تولید منحنی شکست در فصلهای بعدی ارائه خواهد شد.
2-5 پیشینهی تحقیق
بعد از آغاز حیات مهندسی زلزله در سال 1970، روش ارزیابی خطر لرزهای توسط افراد زیادی ( انجمن تکنولوژی کاربردی آمریکا (ATC 1985) ، ولینگ 1991، شینوزو کا 1997 و ونر و ونزیونا 2002) انجام شد. تمام روشهایی که پیشنهاد شد، به لحاظ مفهومی مشابه بودند و از فلوچارت شکل 2-5 پیروی میکردند.
شکل(2-5): چهارچوب ارزیابی خطر شبکه( کریمی مریدانی،1387)
387)

مرحله اساسی در ارزیابی خطر لرزهای، تخمین خرابی فیزیکی در مؤلفههای شریانهای حیاتی در پی یک رویداد لرزهای است. منحنیهای شکنندگی مؤلفههای شبکه، ورودیهای ضروری در الگوریتم تخمین خرابی هستند. این منحنیهای شکنندگی جهت تخمین خرابی فیزیکی سازهها و در نگاهی دیگر جهت تخمین هزینه ترمیم خرابی نیز استفاده میشوند. تخمین خرابی، جهت تخمین کاربری مؤلفههای شبکه بعد وقوع زلزله و زمان مورد نیاز، جهت بهسازی آنها نیز کاربرد دارد.
اساساً خسارت در سیستم شبکه مستقیماً به خسارات اقتصادی و اجتماعی وارده در پی یک زلزله مرتبط است. یکی از اولین تلاشها جهت فرمولیزه کردن خطر لرزهای، توسط ویتمن و همکاران (1975) صورت گرفت. روش پیشنهادی آنها تحت عنوان SDDA با در نظرگرفتن اثر خطر لرزهای درخسارت ساختمان و هزینههای مستقیم و غیرمستقیم بود. این تحقیق، مبنایی برای تحقیقات لرزهای بعدی بود.
در سال 1985، گروه تکنولوژی کاربردی آمریکا بر مبنای مطالعات ویتمن، مجموعهای شامل ریسک لرزهای زیرساختها در کالیفرنیا ارائه کرد. در این مجموعه نیاز به توسعه توابع متعدد آسیب برای تیپهای مختلف ساختمان و تأسیسات و مؤلفههای شریانی حیاتی بصورت ماتریسهای احتمال خسارت بود. از آنجائیکه در این تحقیق با کمبود دادههای واقعی مواجه بودند، از قضاوت مهندسی بهره گرفته شد. در سال 1991، این انجمن در گزارشی تحت عنوان ATC-25 توانستند تا حدودی نواقص موجود در گزارش قبلی را جبران کند بطوریکه، نتایج این گزارش نه تنها در کالیفرنیا، بلکه در ایالات مرکزی امریکا (ایالات متحده آمریکا) نیز قابل استفاده بود.
در تلاشی دیگر جهت پیشبرد روشهای ارزیابی خطرلرزه ای، انجمن مدیریت بحران فدرال(FEMA) میزگردی از کارشناسان را به منظور توسعه یک سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS)) بر مبنای نرمافزار ارزیابی خطر، برگزار کرد. نسخه اول این نرمافزار در سال1997 منتشر شد کهHAZARD US یا HAZUS نامیده شد.
با توجه به اینکه این دادهها بر اساس قضاوت مهندسی بود، نیازمند به روز نمودن و اصلاح و تکمیل آنها در پی وقوع زلزلههای بعدی بود و به همین دلیل دادههای بیشتری گردآوری و روشهای بهتری نیز ارائه گردید که از آنها در نسخ بعدی نرمافزارHAZUS (1999 و 2003 ) استفاده شد.
در این بخش، به چند نمونه از مطالعاتی که در سالهای اخیر برای تهیه منحنی شکست بر روی سازهها صورت گرفته است، اشاره میشود. سعی شده است مطالعاتی که از نظر روال تحقیق، شباهت بیشتری به این تحقیق دارد، به صورت کاملتری تشریح شود.
2-5-1 پژوهش جوزف کارلو مارانو و همکاران
در سال 2009، مطالعهای توسط جوزف کارلو مارانو و همکاران ایشان بر روی دو نوع سازهی بتنی صورتگرفت. در این پژوهش، منحنی شکست تحلیلی با استفاده از یک روش تحلیلی تصادفی و با استفاده از اطلاعات و دادههای دستورالعمل HAZUS بدست آمد. در این تحقیق دو گروه از سازههای بتنی تحت عناوین C1L و C1M طبق دستورالعمل HAZUS انتخاب شدند که سازههای گروه C1L نشان دهندهی سازهی قاب خمشی بتن مسلح (RCMRF) دارای تعداد طبقات کم است که در اینجا مدل 2 طبقه انتخاب شد و گروه C2L معرف سازهی قاب خمشی بتن مسلح (RCMRF) دارای تعداد طبقات متوسط میباشد که در اینجا مدل 5 طبقه انتخاب شد و با توجه به دستورالعمل HAZUS، این بررسی برای دو سطح طراحی لرزهای پایین و متوسط صورت گرفت. علاوه بر این، تأثیر شرایط خاک و همچنین تأثیر پارامترهای سازهای نظیر سختی، نسبت سختی الاستیک به پلاستیک و مقاومت سازه نیز برروی منحنی شکست بررسی شد. ساختمانهای مورد بررسی، با استفاده از مدل بوک – ون به سیستم یک درجهی آزادی غیرخطی معادل تبدیل شد و تحلیل بر روی این SDOFها صورت گرفت (شکل2-6 ).
شکل (2-6): سیستم غیرخطی SDOF، مدل بوک – ون

همانطور که میدانیم، برای تهیهی منحنی شکست باید حالات خرابی و نیز یک شاخص خرابی مناسب که نشان دهندهی سطوح خرابی ایجاد شده در ساختمان است، معرفی شود. در این پژوهش شاخص خرابی انتخاب شده، نسبت Drift بین طبقه و حالات خرابی مورد نظر به شرح زیر انتخاب شد :
حالت خرابی ناچیز 2- حالت خرابی متوسط 3- حالت خرابی زیاد
که در این بررسی ارتباط بین حالت خرابی و نسبت Drift بین طبقه به طور مستقیم از دستورالعمل HAZUS به دست آمد. به این صورت که برای هر حالت خرابی تعیین شده، در HAZUS یک مقدار برای نسبت Drift بین طبقه ارائه شده است. پارامتر PGA به عنوان نشان دهندهی شدت جنبش زمین انتخاب شد.
روش مورد استفاده در این تحقیق به شرح زیر است:
تعریف یک مدل تصادفی به عنوان حرکت لرزهای با استفاده از مدل غیراستاتیکی کلاف و پنزن که بر پی ساختمان وارد میشود.
تعریف یک SDOF معادل با استفاده از مدل بوک – ون.
به دست آوردن پاسخ لرزهای با استفاده از روش تحلیل کواریانس.
تعریف شاخص آسیب که در اینجا نسبت Drift بین طبقه به عنوان شاخص آسیب معرفی شده است.
تهیهی منحنی شکست.
پارامترهای مورد نیاز برای مدل بوک-ون از طریق تهیهی منحنی ظرفیت سازه به دست میآید. منحنی ظرفیت که تحت عنوان منحنی پوشآور نیز شناخته میشود، یک نمودار است که از طریق اعمال بار جانبی افزایش یابنده بر سازه با استفاده از مفاهیم تجزیهی مودال در دینامیک سازه به دست میآید. در حقیقت فرض میشود می توان پاسخ سازهی چند درجه آزادی را، مستقیماً به پاسخ یک سیستم یک درجه آزادی معادل با مشخصات هیسترزیس مناسب ربط داد.
منحنی ظرفیت یک سازه یک منحنی است که مقاومت جانبی سازه را معمولاً به شکل تابعی از جابجایی نسبی یا Drift نسبت به نیرو نمایش میدهد. از طریق قطع دادن این منحنی با منحنی نیاز لرزهای نقطهی کنترل سازه به دست میآید.
در این پژوهش محور نیرو به شتاب طیفی و محور Drift به جابجایی طیفی تبدیل شده است. در منحنی ظرفیت سه نقطهی کنترل وجود دارد که شامل ظرفیت طراحی، ظرفیت تسلیم و ظرفیت نهایی میباشد. در این پژوهش از نقاط کنترل ارائه شده در HAZUS استفاده شده است. منحنی ظرفیت به دست آمده در شکل 2-7 نشان داده شده است.
شکل(2-7): منحنی ظرفیت

نتایج حاصل نشان داد که برای هر دو نوع سازهی C1L و C1M، با یک PGA مشابه هرچه خاک نرمتر می شود، شکنندگی بیشتر میشود. همچنین سازه های C1M دارای شکست بیشتری هستند. علاوه براین سازهی C1M، در مقابل تغییر خاک حساستر هستند. یعنی سازههای دارای طبقات بیشتر در مقابل تغییرات نوع خاک حساستر هستند.
در ادامه منحنیهای شکست به دست آمده در این پژوهش در شکل 2-8 نشان داده شده است.
شکل (2-8-a)
شکل(2-8-b)

شکل(2-8-c)
شکل(2-8-d)
شکل (2-8): منحنی شکست برای سازههای C1L و .C1M a: منحنی شکست برای سازهی C1L و سطح طراحی لرزهای پایین. b: منحنی شکست برای سازهی C1L و سطح طراحی لرزهای متوسط. c: منحنی شکست برای سازهی C1M و سطح طراحی لرزهای پایین. d: منحنی شکست برای سازهی C1L و سطح طراحی لرزهای متوسط. خطوط پر برای خاکهای متوسط و خطچین برای خاکهای نرم
.

2-5-2 مطالعات روییزگارسیا و همکاران (2010)
درسال 2010، طی مطالعهای، روییزگارسیا و همکاران، روشی را برای تهیهی منحنی شکست برای سازههای بنایی محدود شده (CM) در مکزیک معرفی کردند. به گفتهی محققین، سازههای CM بخش اعظم ساختمانها در آمریکای لاتین را تشکیل میدهند و به همین دلیل برای پژوهش انتخاب شدند. ساختمانهای CM، ساختمانهایی هستند که در آنها دیوارهای بنایی محدود شدهی باربر، به عنوان سیستم باربر جانبی رفتار میکنند. این دیوارهای آجری، توسط تیرها و ستونهای بتن مسلح با مقطع کوچک دربر گرفته میشوند.
روش مورد استفاده در این مقاله به شرح زیر است:
برای سازهی مشخص تحلیلی استاتیکی غیرخطی (پوشآور) انجام گرفت و منحنی ظرفیت سازه بدست آمد. سپس از روی پارامترهای موجود در منحنی ظرفیت، یک سیستم یک درجه آزادی معادل (ESDOF) تهیه شد. با در نظر گرفتن تعدادی رکورد زلزله، بر روی مدل تحلیل دینامیکی غیرخطی صورت گرفت و در نهایت پاسخ ESDOF ها، بر حسب بیشینهی Drift بدست آمد و در نهایت منحنی شکست تجربی از روی نتایج حاصل تهیه شد.
روش استفاده شده برای مدل کردن سازه، به این صورت بود که هر دیوار بنایی به صوت یک ستون عریض معادل مدل شد که خواص و انعطاف پذیری دیوار را در خط مرکزی خود داشت(تران- گیلمور 2009). با این روش یک سازهی CM چند طبقه میتواند به شکل یک قاب خالی مدل شود. در این مدل در حالیکه مقدار خمش موجود در ستون ثابت فرض میشود، رفتار برشی دیوار در محدودهی الاستیک به شکل یک فنر مدل میشود.
شکل 2-9 مدل سازهی مورد بررسی را نمایش میدهد.
شکل(2-9): تکنیک مدل ستون عریض

بررسیها نشان دادند که مدل ستون عریض به خوبی برش پایهی مطابق با اولین ترک ایجاد شده در دیوار طبقهی اول را پیش بینی کرد. بررسی مدلهای آزمایشگاهی نشان دادند که جابجایی جانبی نسبی به دست آمده از این روش


توسعه منحنی های شکنندگی برای ارزیابی لرزه ای سازه های فولادی پایان نامه ها
قیمت: 11200 تومان

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *