طراحی سازه های نامتقارن بر اساس آرایش مناسب مراکز سختی مقاومت و جرم

1. D D D D D D D طراحی سازه های نامتقارن بر اساس آرایش مناسب مراکز سختی مقاومت و جرم پژوهشگاه بين المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله عبدالرضا سروقد مقدم، آرمين عظيمی نژاد 1-مقدمه 2-عوامل ایجاد لنگرهای پیچشی در سازه های نا متقارن Cv Cm Cm Cm Cm آسیب پذیری ساختمانهای نامتقارن بارها در زلزله های گذشته به اثبات رسیده است .این در حالی است که روالهای طراحی این سازه ها در آیینامه های طراحی لرزه ای بر اساس رفتار خطی سازه ها بسط داده شده اند. در این مطالعه با در نظر گرفتن مرکز مقاومت بعنوان معیار وضعیت پچشی سازه ها در محدوده غیر خطی آرایش مناسب مراکز سختی ، مقاومت وجرم در سازه های یک طبقه و چند طبقه به نحوی تعیین می گردند که عملکرد سازه بهبود یابد. Cv Cv Cr Cr Cr Cv Cr Model 2 Stiffness Symmetric (ev/ed=1) Model 1 Symmetric در هنگام تاثیر زلزله بر سازه لنگرهای پیچشی در اثر خروج از مرکزیت سختی (Cm-Cr) در هنگام رفتار الستیک، خروج از مرکزیت مقاومت(Cm-Cv) (در هنگام رفتار غیر خطی و در اثر نیروهای اینرسی در سازه شکل می گیرند. Model 4 Balance (ev/ed=0.5) Model 3 Balance (ev/ed=0.75) Cm Cm Cm Cm Cv Cr Cv Cv Cr Cr Cv Cr Model 7 (ev/ed=-0.33) Model 6 Strength Symmetric (ev/ed=0) Model 5 Balance (ev/ed=0.25) Model 8 (ev/ed=-1) عملکرد ساختمان نامتقارن بیمه خدمات درمانی -بم • آزمايشات 5- آرایش مراکز مورد بررسی 3- وابستگی سختی به مقاومت در المانهای باربر جانبی Performance Objectives Rules of model Creation Record Selection بر خلاف فرض متداول مستقل بودن سختی از مقاومت، مطالعات نشان می دهند که سختی اکثر المانهای باربر جانبی (بویژه المانهای بتن مسلح) تابع مقاومت آنها بوده و مشخصه ثابت این المانها در خلال طراحی تغییر مکان حد جاری شدن می باشد. Modeling of Buildings Record Scaling Performing Nonlinear Dynamic Analysis Selection of Proper Damage Parameter Selection of Performance Criteria Based on PB standards Selection of Proper Distribution Function Calculation of exceedence probability from Assumed limit state Construction of Fragility Curves for Each Model • نتايج • 6-آرایش مناسب مرکز برای پارامترهای خسارت متداول: 0.005 0.05 0.0045 0.1 0.004 0.15 0.0035 0.2 0.003 0.25 Rad 0.0025 0.35 0.002 0.45 0.0015 0.55 0.001 0.65 0.0005 0.75 0 -1.80 -1.40 -1.00 -0.60 -0.20 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 ev/ed 0.05 2 0.1 1.9 1.8 0.15 1.7 0.2 1.6 (Drift TU/Drift TB) 0.25 1.5 0.35 1.4 1.3 0.45 1.2 0.55 1.1 0.65 1 -1.60 -1.10 -0.60 -0.10 0.40 0.90 1.40 0.75 ev/ed 0.15 2.8 2.6 0.2 2.4 0.25 2.2 (Ductility TU/Ductility TB) 2 0.35 1.8 0.45 1.6 1.4 0.55 1.2 0.65 1 -1.60 -1.10 -0.60 -0.10 0.40 0.90 1.40 0.75 ev/ed y %0 -14% 14% -7% 7% Cm Cm cm Cm Cr Cv Cr Cv Static Eccentricity Inertial moments (Dynamic Torsion) Strength Eccentricity در سازه های متشکل از المانهای با سختی تابع مقاومت (D-type elements) با تغییر مقاومت المانها فاصله مرکز سختی از مقاومت ثابت بوده و برابر با خروج از مرکزیت تغییر مکان حد جاری شدن (ed) المانها می باشد. بنابراین آرایش متفاوت مراکز را می توان با نسبت خروج از مرکزیت مقاومت (ev) به خروج از مرکزیت جاری شدن نشان داد (ed). به منظور بررسی آرایشهای مناسب مراکز و پارامتر های موثر بر آن پس از بررسی پیکربندی متنوع مراکز 7 مدل کلیدی نامتقارن به همراه یک مدل متقارن انتخاب شدند. 4- روش تعیین آرایش مناسب مراکز به منظور تعیین آرایش مناسب مراکز از بین آرایش های متنوع مراکز بر اساس روش ارائه شده توسط مرکزPEER استفاده شد. بر این اساس با تهیه منحنی شکنندگی برای هر آرایش با مقایسه مستقیم پارامترهای خرابی یا منحنیهای شکنندگی متناظر با پارامتر خرابی آرایش مناسب مراکز تعیین گردید. • 7- تاثیر پارامترهای سازه ای بر آرایش مناسب مراکز • 8- تاثیر آرایش مناسب مراکز در توزیع خسارت منحنی شکنندگی سازه های نامتقارن در سطوح عملکرد ایمنی جانی (LS) و آستانه فروریزش (CP) (مدل با آرایش مناسب با خط ضخیم نشان داده شده است.) دوران طبقه برای شدتهای زمین لرزه از g0.05 تا g 0.75 آرایش مناسب مراکز برای سطوح عملکرد باخسارت متوسط و زیاد مشابه بوده وحدودا دچار تغییر نمی گردد. پاسخ دریفت مدلهای با آرایش متنوع مراکز برای خروج از مرکزیتهای جرمی %14- تا %14 با تغییر توزیع جرم در پلان سازه آرایش مناسب مراکز نسبت به مرکز جرم دچار تغییر قابل توجه نشده و تنها در خروج از مرکزیتهای جرمی قابل توجه اندکی به مرکز مقاومت نزدیکتر می گردد. پاسخ دریفت مدلهای با نسبت عرض به طول 0.5 تا 2 با افزایش بعد مدلها در جهت نامتقارن حساسیت مدلها به آرایش مراکز افزایش قابل توجه می یابند ام مجددا این تغییر تاثیر قابل توجه در آرایش مناسب مراکز به جا نگذاشته و آن را تغییر نمی دهد. نسبت دریفت سازه نامتقارن به متقارن برای شدتهای زمین لرزه از g0.05 تا g 0.75 آرایش مناسب برای کنترل پارامترهای دوران طبقه، دریفت و دوران پلاستیک المانها آرایش با نسبت ev/ed برابر با 0.25 می باشد این آرایش برای پارامتر شکل پذیری نیاز آرایش با نسبت ev/ed حدودا برابر با 1- می بلشد. نسبت شکل پذیری نیاز سازه نامتقارن به متقارن برای شدتهای زمین لرزه از g0.05 تا g 0.75 پاسخ دریفت مدلهای با آرایش متنوع مراکز برای مدلهای با آرایش متنوع المانهای عمودی با فاصله 0 تا 20 متر باکاهش فاصله المانهای عمودی و کاهش شعاع ژیراسیون سختی مدلها حساسیت سازه به آرایش مراکز افزایش می یابند اما آرایش مناسب مراکز دچار تغییر قابل توجه نمی گردند.