ترجمه روند ترکیبی مدل تطبیقی برای تحلیل استاتیک ساختارهای ساختمانی

توضیحات

 عنوان فارسی: روند ترکیبی مدل تطبیقی برای تحلیل استاتیک ساختارهای ساختمانی

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Adaptive Modal Combination Procedure for Nonlinear Static Analysis of Building Structures

چکیده:

روند تحلیل جدید منتج از ترکیبات مدل تطبیقی (AMC) برای ارزیابی عملکرد مرتعش ساختارهای ساختمانی، پیشنهاد شده است. این روش تکنیک چند حالته مستقیمی را پیشنهاد می­کند که تقاضای مرتعش را تخمین می­زند و سعی دارد تا مفاهیم مبتنی بر روش طیف توصیه شده در ATC-40 را یکپارچه سازد. روش تطبیقی توسط گوپتا و کونات در سال 2000 پیشنهاد شد و تحلیل مدل توسط چوپرا و گوئل در سال 2002 مورد دفاع قرار گرفت. روند AMC برای اثرات حالت بالاتر با ترکیب پاسخ مجزا هر تحلیل مدل به حساب می­آید و اثر تغییر خصوصیات دینامیکی در پاسخ غیرالاستیک همراه با ویژگی تطبیقی آن را ترکیب می­نماید. نیروهای جانبی اعمالی مورد استفاده در تحلیل مترقی مبتنی بر توزیع نیرو اینرسی آنی در ارتفاع ساختمان برای هر حالت است. ویژگی جدید روند این است که تغییرمکان هدف تخمین زده شده و در طول تحلیل با ترکیب نمودارهای ظرفیت مدل مبتنی بر انرژی در ارتباط با طیف ظرفیت شکل­پذیر-ثابت، به صورت دینامیکی به روز می­شود. در نتیجه نیاز به تخمین تغییر مکان هدف قبل از شروع تحلیل حذف می­شود. این روش به دو ساختمان با چارچوب خمشی فولادی موجود اعمال شده است و توضیح می­دهد که روند AMC به طور منطقی قادر به تخمین پارامترهای تقاضای ضروری مانند جایگزینی سقف و رانش داخل ساختمانی برای هر دو نگاشت گسل­های دور و نزدیک می­باشد و ابزاری قابل اطمینان برای ارزیابی عملکرد ساختارهای ساختمانی است.

مقدمه:

مقدمه­ی عملکرد مبتنی بر مفاهیم مهندسی زمین­لرزه در اسناد راهنمای اخیر مانند ATC-40 (1996) و FEM-356 (ASCE 2000) منجر به افزایش استفاده از روش­­های استاتیک غیرخطی به منظور تخمین تقاضای مرتعش شده است. اخیراً، روش طیف ظرفیت ATC-40 به عنوان روش ارزیابی مرتعش در برنامه طراحی ساختاری ژاپن برای ساختمان­ها قرار گرفته است (وزارت زمین، زیربنا و حمل و نقل 2001)، و روش N2 (شکل خاصی از CSM که در آن تقاضا به وسیله­ی طیف غیر الاستیک مطرح می­شود) در رانش Eurocode-8 (CEN 2001) پیاده­سازی گردیده است. هر دو روش CSM و N2 مبتنی بر تحلیل با استفاده از الگوهای بار جانبی نامتغییر و یکسان هستند تا تقاضای دگردیسی، تحت بارگذاری مرتعش را تخمین بزند. اگرچه، این روش­های ساده برای پیش­بینی تقاضای مرتعش دارای مشکلاتی هستند (کونات و کالکان 2004؛ گوئل و چوپرا 2004). چندین محقق (چوپرا و کوئل 2002؛ ژان 2003) روش­های افزایشی برای تاثیرات حالت بالاتر را با حفظ سادگی الگوهای بار نامتغییر، پیشنهاد کرده­اند. این روش­های بهبود یافته از مفهوم ترکیبات مدل یا توسط تحلیل مجزا که بردارهای بار انعکاس­دهنده­ی سهم هر یک از شکل مد الاستیک می­باشند یا توسط تحلیل چندحالته با استفاده از الگوهای بار نامتغییر مبتنی بر شکل­های مد الاستیک که سهم هر حالت در پایان ترکیب می­شوند، استفاده می­کنند. اخیراً ورژن تعدیل یافته از MPA (MMPA) پیشنهاد شده است که در آن پاسخ غیر الاستیک بدست آمده از تحلیل حالت اول، با سهم الاستیک حالات بالاتر ترکیب شده­اند (چوپرا 2004). به منظور بررسی طرح­های متناوب برای ارائه­ی تقاضای نیروی جانبی واقع­بینانه، ساختار بار جانبی جدیدی با استفاده از ترکیب مدل­های سازنده، توسط کونات (2004)، مطرح گردید و برای چندین ساختار ساختمانی فولادی مورد ارزیابی قرار گرفت (کالکان و کونات 2004). تمامی این روش­های افزایشی نشان داده­اند که تخمین مقادیر رانش داخلی در مقایسه با روش­های استاتیکی غیر خطی مرسوم با استفاده از مثلث­های معکوس، یکنواخت، یا الگوهای بار جانبی دیگر مبتنی بر قوانین ترکیبی کیفیتی مستقیم توصیه شده در FEMA-356 (ASCE 2000)، بهبود یافته­اند.

      الگوهای بار نامتغییر مورد استفاده در روش­های بالا مبتنی بر خصوصیات دینامیکی الاستیک اینرسی ساختار می­باشند. به منظور ترکیب و یکی کردن تغییرات در نسبت­های کیفیتی ساختار در طول فاز غیر الاستیک، گوپتا و کونات (2000) یک روش تطبیقی بر اساس طیف تقاضای الاستیک را پیشنهاد کردند. در این روش، تحلیل طیف پاسخ مرسوم در هر مرحله اعمال شده است. برخی دیگر از جایگزینی­ها و روش­های مبتنی بر نیرو با در نظر گرفتن تغییر مترقی در نسبت­های دینامیک ساختارها نیز پیشنهاد شده­اند (الناشا 200؛ آنتونیو 2002؛ آیدینوگلو 2003، آنتونیو و پینو 2004).

      در نهایت، تخمین تغییر مکان در ATC-40 (1996) یا FEMA-356 (ASCE 2000)، و حتی روش­های مورد استفاده توسط روندهای افزایشی، محدودیت­های بی­شماری را مطرح می­کند. اگرچه ATC-40 از         خطی­سازی معادل و FEMA-356  از روش ضریب مشترک تغییر مکان استفاده می­کنند، روش­های افزایشی (چوپرا و گوئل 2002؛ ژان 2003؛ چوپرا 2004) از طیف الاستیک با دوره­­های کیفیتی الاستیک یا پاسخ دینامیکی  ESDOF غیر الاستیک (معادل درجه آزادی مجزا) به منظور تخمین تغییر مکان هدف، استفاده می­نمایند. نشان داده شده است که تغییر مکان هدف محاسبه شده با استفاده از ATC-40 یا FEMA-356 می­تواند نه­تنها متفاوت از یکدیگر باشند بلکه به صورت چشمگیری با تحلیل پاسخ برای ساختارهای کوتاه­مدت تفوت داشته باشد (میراندا و آکار 2002). به منظور حل چنین تناقضی، CSM و روش ضریب مشترک تغییر مکان که اخیراً در FEMA-440 گزارش شده­اند، بهبود یافته­اند. در مساله­ی نگاشت­های گسل نزدیک، این روش­های تخمینی همانند روش­های دیگر مبتنی بر قانون تغییر مکان برابر، برای محدوده­ی کم تا متوسط ساختمان­ها، مناسب نیستند. محدودیت دیگر ناشی از فرضی است که تغییر مکان سقف نماینده­ی پاسخ سیستم ESDOF در نظر گرفته می­شود. تغییر مکان سقف به عنوان پارامتری برای تبدیل درجه آزادی چندگانه سیستم (MDOF) به سیستم ESDOF تنها برای اولین حالت معنادار است. اخیراً هرناندز-مونتز (2004) نشان داده است که استفاده از تغییر مکان سقف به عنوان پارامتر هدف به منظور بدست آوردن خصوصیات سیستم ESDOF از ساختار MDOF منجر به نتایج نادرست می­شود و موجب پیشنهاد طرح میتنی بر انرژی از نمودار ظرفیت می­گردد که بر برخی از مشکلات غالب می­شود. اگرچه محاسبه­ی مبتنی بر انرژی از نمودار ظرفیت در MPA در مقاله­شان پیاده­سازی شده است، موارد دیگر هنوز باقی می­مانند زیراکه خصوصیات سیستم غیر الاستیک هنوز از نسبت­های کیفیتی الاستیک گرفته می­شوند و استفاده از الگوهای بار نامتغییر همساز با ساختار پربازده و سودمند در ضمن تحلیل، نیست.

      با شناسایی معیارها و محدودیت­های روش­های موجود، تکنیک تطابقی جدیدی به عنوان محابه­ی کیفیتی تطابقی (AMC) در این مقاله مطرح گردیده است. روش AMC طرح اساسی خود را از روش تطابقی گوپتا و کونات (2000)، با شناسایی نیاز به تعدیل بارهای جانبی زمانیکه سیستم به بار زمین­لرزه اعمالی پاسخ می­دهد، گرفته است.همچنین روش پیشنهادی فواید روش طیف ظرفیت و روش کیفیتی را جمع کرده و به صورت همزمان موجب حذف نیاز به پیش­بینی تغییر مکان هدف می­شود. دقت این روش با مقایسه­ی پیش­بینی­ها با استفاده از روش پیشنهادی با تخمین­های حاصل از مجموعه جامع تحلیلی­های زمانی غیر خطی، به اثبات می­رسد.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.