فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
۳-۸-۲- هدف بهسازی
ازآنجا که هدف بررسی ضوابط آئین نامه۲۸۰۰ می باشد، لذا بهسازی مبناء که درآن هدف، ارضاء سطح عملکرد ایمنی جانی در زلزله سطح خطر-۱ می باشد، انتخاب گردید.
۴-۸-۳- توزیع بار جانبی در تحلیل استاتیکی غیرخطی
از آنجایی که نحوه توزیع بار جانبی در تحلیل استاتیکی غیرخطی بر صحت نتایج بسیار تاثیر گذار است لذا انتخاب الگوی مناسب جهت توزیع بار جانبی از اهمیت خاصی برخوردار است. در انجام این تحلیل ها از ۳ الگوی مختلف بارگذاری استفاده شده است.
بارگذاری ثقلی سازه جهت فراهم آمدن شرایط اولیه در تحلیل تحت اثر نیروهای جانبی (Gravity)
بارگذاری مطابق با بار استاتیکی معادل آیین نامه۲۸۰۰، این الگو حاصل توزیع نیروی جانبی پیشنهادی در آیین نامه طرح ساختمان ها در برابر زلزله است (شکل شماره۴-۱). در این روش نیروی جانبی زلزله بر مبنای زمان تناوب اصلی نوسان ساختمان و با بهره گرفتن از طیف بازتاب طرح تعیین می شود. (Push2)
بارگذاری یکنواخت و متناسب با جرم طبقه (Push4).
در این نوع توزیع بار برش پایه ساختمان به طور یکسان بر مرکز جرم طبقات وارد می شود.
۴۶
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
شکل(۳-۵): پنجره تعریف الگوی توزیع بار جانبی در تحلیل استاتیکی غیر خطی
۳-۸-۳-۱ معرفی و اختصاص مفاصل پلاستیک
رفتار غیرخطی سازه با تعریف مفاصل پلاستیک در مدل اعمال می شود. لازمه انجام هرگونه تحلیل غیرخطی معرفی مشخصات مفاصل غیرخطی می باشد. این مفاصل در نقاطی از اجزای سازه که احتمال تجاوز نیروهای داخلی عضو از نیروهای حد تسلیم وجود دارد تعریف می شوند. در تحلیل غیرخطی برنامه ETAB&SAP الگوی بارگذاری معرفی شده بصورت مرحله ای اعمال می شود و هر بار ماتریس سختی بر اساس هندسه تغییر شکل یافته اصلاح می شود. علاوه بر این در هر مرحله مقدار نیروی داخلی اعضا در محل مفاصل تعریف شده، با مقدار نیروی حد تسلیم مفصل معرفی شده مقایسه می شود. اگر نیروی داخلی به حد تسلیم نرسیده باشد با حفظ سختی مرحله قبل مقداری به بار سازه اضافه می شود ولی اگر نیروی داخلی از حد تسلیم مفصل گذشته باشد سختی مفصل و به تبع آن سختی سازه با توجه به منحنی نیرو- تغییرمکان اصلاح می شود. این بارگذاری مرحله ای تا رسیدن به حد مکانیزم یا رسیدن به معیار تغییرمکانی که توسط کاربر مشخص شده ادامه می یابد. به این ترتیب برنامه منحنی نیرو- تغییرمکان تک تک مقاطع را براساس مشخصات هندسی آنها و الگوی ارائه شده تولید می کند. خرابی یک تیر در یک قاب خمشی در اثر بالا رفتن مقادیر لنگر و برش در دو سر تیر و در نتیجه بروز مفصل های پلاستیک خمش و برش در دو انتها می باشد. لذا میبایست مفصل های برشیV₂ را به دو انتهای تیر و و خمشیM₃ را به وسط تیر نسبت داد. در ستون ها مفصل های محوریP و مفصل های PMM می توانند تشکیل شوند لذا این مفاصل را به دو انتهای ستون اختصاص میدهیم پارامترهای مدلسازی و معیارهای پذیرش برای معرفی مفاصل در روش های غیر خطی مطابق جدول(۵-۳) دستورالعمل بهسازی لرزه ای لحاظ می گردد (شکل شماره ۳-۶) ]۷[.

۴۷
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
شکل(۳-۶)- پنجره های مربوط به تعریف مشخصات مفصلی
آژانس مدیریت بحران فدرال،FEME، در زمینه مفاصل غیر خطی پیشنهاداتی ارائه داده است که برنامه هایSAP2000ver11&ETABSver9 نیز برای شکل مفاصل غیرخطی از ضوابط آیین نامه FEME356 استفاده می کنند. شکل مفاصل بستگی به نوع مفصل(خمشی، برشی، محوری …) و نوع عضو دارد و هر یک از مفاصل دارای رفتار غیرخطی در یکی از مولفه های نیرویی می باشد. در ادامه به خواص مفاصل فولادی مطابق FEME356 اشاره می شود]۸[.
۴۸
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
الف) مفصل محوری
*شیب بین نقاط B,C برابر ۳٪ سختی کرنش است.
*طول مفصل مفروض برابر Δy طول عضو می باشد.
*شیب اولیه در فشار مانند شیب اولیه در کشش است.
*نقاطB,C,D بر مبنای FEMA356 دربرابر کشش مهار شده اند.
* نقاطB’,C’,D’ بر مبنای FEMA356 دربرابر فشار مهار شده اند (شکل شماره ۳-۷).
شکل (۳-۷):منحنی نیرو- تغییرمکان
ب) مفصل کوپلP-M-M
*شیب بین نقاط B,C برابر ۳٪ سختی کل کرنش است.
*سطح تاثیر متقابل مفصلPMM و θy براساس معادلات
موجود در مدارک FEME356 محاسبه می گردد.
*نقاط E,D,C بر مبنای مدارک FEME356 برای <     می باشد.
منحنی PMM شبیه منحنی M3 است بجز اینکه همیشه نسبت به مبدا متقارن است (شکل شماره ۳-۸).
۴۹
فصل۳: انتخاب مدل و طراحی
شکل (۳-۸):منحنی لنگر- دوران
ج) مفصل برشی
*منحنی حول مبدا متقارن است (شکل شماره ۳-۹).
* شیب بین نقاط B,C برابر ۳٪ سختی کرنش است.
*نقاط D,C بر مبنای جداول موجود درFEME356 می باشد.
شکل (۳-۹):منحنی نیرو- تغییرمکان
د) منحنی تغییرشکل پلاستیک
شکل(۳-۱۰) منحنی نیرو- تغییرمکان یا لنگر- دوران است این
منحنی دارای پنج نقطه A,B,C,D,E می باشد. همچنین
می توان این منحنی را بصورت قرینه یا با اختلاف در نقاط
مثبت یا منفی نشان داد. این نقاط عبارتند از:
*نقطه A، نقطه اصلی است، شیب خط AB،شیب الاستیک است.
۵۰