توسعه و صحت سنجی روش پوش اور با تطبیق پذیری کامل

توسعه و صحت سنجی روش پوش اور با تطبیق پذیری کامل  – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه راه – ساختمان، معماری، عمران

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

توسعه و صحت سنجی روش پوش اور با تطبیق پذیری کامل

چکیده

تحلیل پوش اور استاتیکی غیر الاستیک[۱] سیستم سازه تحت اثر بارگذاری زلزله[۲] به سرعت در حال تبدیل شدن بعنوان ابزاری جهت طراحی و ارزیابی می باشد. در حالی که ظرفیت چنین روش هایی، بالاخص بر خلاف تحلیل الاستیک نیرو- مبنا، شناسایی و بررسی شده است، اما همچنان نگرانی هایی در مورد قابلیت اطمینان در برآورد صحیح  ضروریات لرزه ای غیر الاستیک وجود دارد. در این تحقیق، یک روش پوش اور بهبود یافته جدید، در تلاش برای تعدیل برخی از محدودیت های ذاتی روش های استاتیکی، پیشنهاد می شود. روش پیشنهادی دارای تطبیق پذیری کامل بوده و سختی کنونی و خصوصیات مودال سازه را در سطوح مختلف حالت غیر الاستیک جهت اصلاح توزیع بار جانبی در ارتفاع در نظر می گیرد. یکپارچگی روش با استفاده از مجموعه ای از مدل های سازه ای پیچیده و با بهره گیری از هر دو روش پوش اور معمولی و همچنین تحلیل دینامیکی غیر الاستیک جهت مقایسه مورد صحت سنجی قرار می گیرد. در این تحقیق نشان داده شده است که روش جدید موجب ارائه نتایج تحلیلی نزدیک به تحلیل تاریخچه زمانی غیر الاستیک[۳] شده و خصوصیات پاسخ، که تنها تحلیل دینامیکی دقیق قادر به برآورد آنها می باشد، را ارائه می کند. عملکرد و کارایی این روش مورد مطالعه قرار گرفته و زمینه های توسعه آتی بررسی خواهد شد.

کلمات کلیدی: آنالیز استاتیک غیر خطی، پوش اور تطبیقی، پوش اور دینامیکی، مقیاس بندی طیفی

توسعه و صحت سنجی روش پوش اور با تطبیق پذیری کامل

مقدمه

در حالی که خصوصیات اصلی بارگذاری لرزه ای و پاسخ سازه در سال های اخیر در چارچوب مطالعات تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفته اند، واضح است که این موضوع به صورت مداوم در روند طراحی مد نظر قرار نگرفته است. هر چند که می توان منابع حالت غیر الاستیک را در یک سیستم سازه ای شناسایی کرده و در نتیجه رفتار غیر الاستیک یک سازه مشخص را بیان کرد، بیشتر شرکت های طراحی همچنان از روش های اجرایی آیین نامه لرزه ای اصلی استفاده می کنند که طی آن یک ضریب اصلاح خام به منظور احتساب رفتار غیر الاستیک پدیده های دیگر اعمال می شود.

با توجه به شکل گیری فرآیند های اخیر، آیین نامه های لرزه ای شروع به بیان شناسایی منابع حالت غیر الاستیک و تعیین کمی ظرفیت جذب انرژی آنها کرده اند. به طور ایده آل، بایستی ارزیابی عملکرد سیستم های سازه ای تحت اثر بارگذاری زلزله مبتنی بر تحلیل های تاریخچه پاسخ غیر خطی با استفاده از مجموعه ای از نگاشت های ثبت شده حرکت زمین صورت گیرد. با این حال دشواری های موجود در انتخاب نگاشت[۴] ها، شناخت کم از مباحثی همچون میرایی ویسکوز، هیسترتیک و الگوریتمی، درجه حساسیت نتایج به مدل سازی توزیع جرمی سازه، پیچیدگی های ارائه مشخصات بار-تغییر شکل تمامی المان های مهم سازه ای و همچنین محاسبات مورد نیاز موجب بروز تردید هایی در مورد کارایی این روش در فرآیند های اجرایی می گردد. بنابراین، تنها شکل های خاصی از تحلیل های پیچیده موجب استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیر الاستیک به صورت مقرون به صرفه می شود.

روش به صورت چند مودی می باشد، بنابراین اثرات مود های بالاتر شامل تشدید های طیفی مود های مختلف مد نظر قرار می گیرند (می توان از یک طیف مخصوص محلی جهت به دست آوردن الگو های نیرویی جدید استفاده کرد). به جز کارایی زیاد این روش  قابلیت تحلیل چند مودی و تطبیق پذیری، این روش موجب ارائه تحلیل استاتیکی نزدیک تر به تحلیل تاریخچه زمانی غیر الاستیک نسبت به روش های موجود شده و مشخصات پاسخ را برای سازه هایی با نا منظمی در سختی و مقاومت ارائه می کند. به طور کلی، این روش به عنوان یک روش جایگزین بسیار مناسب برای تحلیل دینامیکی نسبت به روش های مرسوم پوش اور با الگو های ثابت به شمار می آید.

توسعه و صحت سنجی روش پوش اور با تطبیق پذیری کامل

روش پیشنهادی

روش پوش اور تطبیق پذیر جدید با استفاده از نرم افزار المان محدود سیسمو استراکت مورد ارزیابی و صحت سنجی قرار گرفته است [۱۱]. مزیت اصلی الگوریتم پیشنهادی این است که این روش موجب استفاده از پروفیل های دقیق نیرویی محاسبه شده توسط تحلیل های مودال در هر گام بدون ایجاد مشکلات عملکردی یا پایداری می شود. علاوه براین، این روش دارای حداکثر انطعاف پذیری بوده و بسیاری از گزینه های مختلف مانند موارد زیر را انجام می دهد:

افزایش دوره تناوب، تشدید طیفی[۱] و توزیع نیرو

مشخصه اصلی الگوریتم پوش اور تطبیقی، باز توزیع نیرو های طبقات مطابق با خصوصیات مودال در هر گام می باشد. در این روش، کاهش پیش رونده سیستم در نتیجه تغییر شکل های غیر الاستیک مدل سازی شده اند. در طی روش پوش اور تطبیقی، مدت دوره های تناوب به شدت افزایش یافته ( تا ۱۰ برابر مقادیر الاستیک خطی در برخی از موارد) و در نهایت تسلیم سازه رخ داده است. این موضوع به عنوان یک الگوی مرسوم در تمامی روش های پوش اور تطبیقی به شمار می آید که بیشترین تغییرات برای مقادیر منطبق با دوره تناوب اصلی رخ می دهد.

توسعه و صحت سنجی روش پوش اور با تطبیق پذیری کامل

منحنی های برش پایه[۱] در مقابل جابجایی فوقانی

هدف اصلی تحلیل پوش اور به دست آوردن برش پایه نسبت به منحنی تغییر مکان / جابجایی فوقانی می باشد. این موضوع موجب ارائه خصوصیات مهم پاسخ سازه مانند سختی اولیه سازه، مقاومت کل و تغییر مکان تسلیم و رفتار پس از اوج می گردد. بنابراین ارزیابی دقت روش جدید بر حسب برش پایه نسبت به منحنی تغییر مکان فوقانی با مقایسه آن با پوش های تحلیل دینامیکی بسیار حائز اهمیت می باشد. هدف از مقایسه اشاره شده بررسی دو موضوع می باشد. اولا، شناسایی تفاوت های نتایج به دست آمده به وسیله تغییرات مختلف روش و ثانیا بررسی دقت آن در مقایسه با دقت روش های معمول پوش اور با توزیع بار ثابت.

سادگی در استفاده، مدت زمان و ثبات

با انجام تحلیل پوش اور مناسب با الگو های نیرویی ثابت، احتمالا بایستی روش فوق دشوار تر از روش های مرسوم اجرا شود. با این وجود، روش استاتیکی که موجب ارائه نتایج نسبتا دقیق می شود، ابزار ساده ای برای کارهای اجرایی روزانه به شمار می آید. تلاش های قابل توجه صورت گرفته موجب سادگی استفاده از این روش شده است به طوری که استفاده از روش پیشنهادی به سادگی قابل انجام می باشد، اما مدل سازی توزیع جرم سازه به جواب گیرنده مشخصه نیاز دارد.

توسعه و صحت سنجی روش پوش اور با تطبیق پذیری کامل

نتیجه گیری

در این تحقیق، یک الگوریتم پوش اور تطبیقی جدید به عنوان حالتی  پیشرفته از روش های استاتیکی غیر خطی موجود پیشنهاد شده است. این روش اثرات مود های بالاتر، باز توزیع نیرو ها ناشی از تجمیع خرابی پیش رونده و همچنین حرکت قابل انتظار زمین را مد نظر قرار می دهد. این روش تغییرات متعدد سیستم در هر گام را مطابق با شکل طیفی از پیش تعریف شده و خصوصیات مدل سیستم در هر گام با حفظ سادگی و ثبات روش های پوش اور معمولی در بر می گیرد. به منظور بررسی کارایی روش جدید و ارزیابی دقت آن، یک تحقیق مقایسه ای با استفاده از مجموعه ای از مدل ها با شکل های مختلف و مجموعه ای از رکورد ها با مشخصات دینامیکی مختلف انجام شده است.

در بیشتر موارد ارزیابی شده تغییرات مختلف روش جدید موجب ایجاد برازش نزدیکتر به پوش های حاصل از تحلیل دینامیکی نسبت به روش های پوش اور با الگوی ثابت با توزیع مختلف نیرو شده است. این روش موجب ارائه برآورد های دقیق تر از پاسخ سازه شده و همچنین قادر به ثبت پدیده هایی که روش های قبلی قادر به برآورد توزیع نیرویی آنها نبوده اند، می باشد. معمولا پروفیل بردار بار اعمالی بین شکل های مثلثی و ذوزنقه ای در مراحل اولیه تحلیل های تطبیقی متفاوت بوده و دارای توزیع های یکنواخت تری در بازه غیر الاستیک می باشد، به طوری که خرابی در یک موقعیت مشخص متمرکز شده است.

در نهایت، با در نظر گرفتن اندازه و وسعت زیاد مدل های مورد استفاده در این تحقیق، با در نظر گرفتن افزایش دقت نتایج این روش، افزایش مدت زمان ناشی از محاسبه مجدد بردار بارگذاری چندان حائز اهمیت نمی باشد.

با این حال مثال هایی وجود دارند که طی آن، هیچ کدام از روش های پوش اور تطبیقی یا متداول موجب بازتولید نتایج پوش دینامیکی با توجه به دلایل شناسایی شده در این مقاله نشده اند. استفاده از پوش اور تطبیقی مبتنی بر تغییر مکان که در این تحقیق مورد بررسی قرار نگرفته است، موجب ارائه بهترین راه حل جهت غلبه بر مشکلات موجود مطابق تحقیق آنتونیو و پینهو می شود.

علاوه براین، تعمیم کارایی الگو های تطبیقی به هر دو بعد افقی برای تحلیل استاتیکی غیر خطی سازه ها در فضای سه بعدی موجب ارائه یک گام منطقی دیگر در چارچوب تحقیقاتی می شود. مطابق نتایج تحقیق پینهو و آنتونیو، این رویکرد موجب ارائه یک ابزار دقیق و کاملا ساده جهت تحلیل سازه هایی که در آنها در نظر گرفتن اثرات پیچش حائز اهمیت می باشد، می شود.

[۱] Base Shear

[۱] Spectral Amplification

[۱] Inelastic static pushover analysis

[۲] earthquake loading

[۳] inelastic time-history analysis

[۴] record