كاربرد تحليل با افزون (Pushover) در برآورد لرزه اي ساختمانهاي فولادي  Fulltext 

[ فرهاد دانشجو ] - دانشيار بخش عمران دانشكده فني و مهندسي دانشگاه تربيت مدرس
[ سيدمحمدمجيد قوامي ماسوله ] - دانشجوي كارشناسي ارشد سازه دانشگاه تربيت مدرس و كارشناس گروه سازه شركت مهندسان مشاور خانه سازي ايران

خلاصه مقاله:

تحليل بارافزون يا PUSHOVER عبارت است از تحليل استاتيكي غيرخطي سازه تحت اثر بارهاي جانبي افزايشيابنده و تعيين نمودار بار- تغييرمكان يا منحني ظرفيت سازه كه معمولا از مقادير برش پايه و تغييرمكان جانبي نقطه مرجع تراز بام براي رسم اين نمودار استفاده ميشود. در سالهاي اخير محققان گامهاي موثري در طراحي سازههاي مقاوم در برابر زلزله برداشتهاند. به عبارت ديگر ديدگاه آنان در فراهم آوردن طرحي ايمن و مطمئن براي سازه در مقابل بارهاي ويرانگر زلزله بهبود چشمگيري يافته است. اين پيشرفت شامل تغيير نگرش دانشمندان از طراحي براساس نيرو به سمت طراحي بر مبناي رفتار بودهاست. اين روش اصطلاحا طراحي براساس عملكرد سازه PERFORMANCE BASED DESIGN ناميده ميشود. در تحليل بارافزون با مقايسه مقاومت و تغييرمكان تقاضا براساس زلزله هاي طرح با ظرفيتهاي موجود در سطوح عملكردي (PERFORMANCE LEVEL)موردنظر، رفتار مورد انتظار سازه تخمين زده ميشود. از اين روي تحليل بارافزون نقشي مهم و كليدي خواهد داشت چرا كه بدون نياز به انجام تحليلهاي وقتگير، پرهزينه و پيچيده ديناميكي غيرخطي ، رفتارنهايي سازه از نظر نحوه توزيع مفاصل پلاستيك ، نوع و نحوه تشكيل حالت مكانيزم خرابي ، تغييرمكانهاي كلي و نسبي تقاضا، نيروهاي نهايي اعضا و … با دقت مناسب برآورد ميگردد. علاوه بر آن به كمك روشهايي نظير روش طيف ظرفيت (CAPACITY SPECTRUM METHOD)ميتوان ميزان ايمني سازه را هم از لحاظ مقاومت و هم از لحاظ تغييرمكانهاي نهايي طبقه و يا سازه ، با مقايسه با مقادير مجاز متناظر مربوط به اعضاي سازهاي و غير سازهاي سنجيد. اما نكته حائز اهميت در اينجا است كه به كمك اين روش ميتوان مقايسه بسيار خوبي از رفتار سازه ، قبل و بعد از تقويت و مقاومسازي آن به عمل آورده و ميزان پاسخگويي و كارايي باز طراحي انجام شده برروي مدل اوليه سازه برآورد گردد.با تمام مزاياي ياد شده اين تحليل با معضلاتي نيز روبرو است ازجمله اينكه با افزايش تعداد طبقات ساختمان (افزايش مودهاي ارتعاشي ديناميكي سازه ) يا با ايجاد حالات نامنظمي در پلان يا در ارتفاع ، و يا بر اساس نوع توزيع بارهاي جانبي وهمچنين براساس نوع فرضيات بكار رفته در رفتار غيرخطي هندسي يا مصالح اعضاي مدل سازهاي و … نتايج بدست آمده ميتواند پراكنده و يا غيرواقعبينانه باشد. در اين تحقيق تلاش ميگردد كه آخرين دستاوردهاي به عمل آمده درخصوص چگونگي بكارگيري فرضيات مناسب در اين تحليل بيان شده و با بررسي شكلهاي توزيع بار مختلف و مقايسه نتايج تحليلهاي بارافزون بر اساس آنها با نتايج بدست آمده از تحليلهاي ديناميكي غيرخطي ، شكل يا اشكال توزيع بار مناسب بازگو شود و همچنين محدوده قابل اطمينان پاسخها و پيشنهاداتي جهت بهبود نتايج ، ارائه گردد.