توضیحات
پروژه شبیه سازی تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی سازه فولادی 10 طبقه در نرم افزار SAP2000
روش های تحلیل سازه ها:
به طور کلی روش های مختلف تحلیل لرزه ای سازه، به دو نوع تحلیل خطی و غیرخطی تقسیم می شود. در تحلیل های خطی فرض بر این است که تیر ها و ستون ها در طول تحليل دارای سختی ثابت باشند و به عنوان روش هایی بر مبنای روش های کنترل شونده توسط نیرو مطرح می گردند. در این روش فرض بر رفتار الاستیک سازه در برابر زلزله است. در محدوده خطی به دلیل حاکم بودن قانون هوک بین نیرو و تغییر مکان، مشکل خاصی برای تحلیل وجود ندارد و نتایج تحلیل از دقت بالایی برخوردار می باشند، اما مشکل اساسی در تحلیل های خطی در هنگام وقوع زلزله و با ورود به ناحیه غیر خطی، بوجود می آیند. لذا با توجه به ایجاد تغییر شکل های غیر خطی و رفتار دینامیکی متغیر با زمان در سازه به هنگام رخداد زلزله، محققان برای برآورد واقع بینانه تر از رفتار سازه تمایل بیشتری بر انجام تحلیل های غیر خطی پیدا نموده اند.
در روش های غیرخطی، سازه در برابر زلزله های شدید وارد مرحله غیر خطی شده و با تغییرشکل های پلاستیک در چرخه های رفت و برگشتی زلزله به جذب و استهلاک انرژی می پردازد. بنابراین در محدوده رفتار غیر خطی سازه ها نمی توان فقط نیرو و مقاومت را معیار قرار داد، زیرا ممکن است تحت نیروهای اندک تغییر شکل های بزرگی در سازه به وقوع بپیوندد.
شکل انواع روش های تحلیل سازه.
روش های تحلیل خطی:
این روش ها با فرض خطی ماندن رفتار اعضای سازه انجام می شوند و به دو دسته زیر تقسیم
می شوند:
۱- تحلیل استاتیکی خطی
۲- تحلیل دینامیکی خطی
در روش های تحلیل خطی، نیروهای واقعی زلزله با ضریب رفتار(R)، کاسته شده و به سازه اعمال می شود و با فرض رفتار خطی اعضای سازه، نیروهای داخلی هر یک از اعضا محاسبه، طراحی و با مقادیر نظیر ظرفیت آن، مقایسه می شود. در نهایت برای نیروهای طراحی، تغییر شکل های اعضا مانند خیز، دوران، ارتعاش و جابجایی نسبی طبقات و … با مقادیر مجاز کنترل می شوند.
روش استاتیکی خطی:
فرضیات اساسی این روش عبارتند از:
1-رفتار مصالح خطی است.
۲-بارهای ناشی از زلزله به صورت استاتیکی به سازه اعمال می شود.
٣- کل نیروهای ناشی از زلزله که به سازه وارد می شوند، به صورت ضریبی از وزن ساختمان می باشد.
4-برش پایه در ارتفاع سازه متناسب با جرم و ارتفاع توزیع می گردد.
در این روش نیروی جانبی زلزله به کمک طیف طرح استاندارد یا طیف طرح ویژه ساختگاه محاسبه و با اعمال ضریب رفتار (R) کاهش داده می شود. سازه با استفاده از این نیرو بصورت استاتیکی تحلیل شده و تلاش ها در اعضا محاسبه می شود.
روش دینامیکی خطی:
این روش به دو صورت طیفی و تاریخچه زمانی قابل انجام است و فرضیات آن عبارتند از:
1-رفتار سازه در حین رخداد زلزله به صورت ترکیب خطی از مود های ارتعاشی مختلف سازه محاسبه می شود.
2-زمان تناوب ارتعاشات سازه در هر مود در طول رخداد زلزله ثابت می باشد.
تحلیل دینامیکی خطی به روش طیفی:
در این روش تحلیل دینامیکی با فرض رفتار خطی مصالح سازه و با استفاده از پاسخ مود های نوسانی سازه که در بازتاب کل سازه اثر قابل توجهی دارند، انجام می گیرد. حداکثر پاسخ در هر مود با توجه به زمان تناوب آن مود با استفاده از طیف طرح استاندارد یا طیف طرح ویژه ساختگاه که با ضریب رفتار R کاهش داده شده، بدست می آید. پاسخ کلی سازه از ترکیب روش که مبانی آماری دارد(روش جذر مجموع مربعات( SRSS) و روش مربعات کامل (CQC) تخمین زده می شود. تعداد مودهای ارتعاش در تحلیل طیفی باید چنان انتخاب شود که جمع درصد مشارکت جرم موثر برای هر امتداد تحریک زلزله در مود های انتخاب شده حداقل 90% كل جرم سازه باشد.
تحلیل دینامیکی خطی تاریخچه زمانی:
در این روش نیز تحلیل دینامیکی با فرض رفتار خطی مصالح سازه و برای تعیین پاسخ لحظه ای سازه تحت شتاب تکیه گاه (شتاب نگاشت کاهش یافته با ضریب رفتار R) به کار می رود و برای انتخاب شتاب نگاشتهای مناسب باید مطابق آیین نامه های مربوطه عمل نمود.
تحلیل تاریخچه زمانی یکی از روش های تحلیل در استاندارد ۲۸۰۰ ایران است که می توان براساس آن بازتاب های لرزه ای ساختمان را تعیین کرد. این روش با وجود مزایای فراوانی که دارد، خالی از موارد سؤال برانگیز نیست. یکی از این موارد، استفاده از متوسط بازتاب های حاصل از هفت شتابنگاشت، بدون توجه به پراکندگی بالای پاسخ های دینامیکی، به عنوان بازتاب نهایی است. این در حالی است که پراکندگی نتایج نقشی کمتر از متوسط نتایج ندارد و میزان اطمینان نسبت به متوسط بازتاب ها، ارتباط مستقیم با پراکندگی نتایج دارد. پراکندگی بالا در پاسخ های دینامیکی تحت رکوردهای حوزه نزدیک که تغییرات طیف پاسخ در آنها به دلیل وقوع پالس های حرکت، شدیدتر از رکوردهای معمولی است، حائز اهمیت بیشتری است. روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی (محاسبه لحظه به لحظه بازتاب های ساختمان تحت تاثير شتاب نگاشت های واقعی زلزله) را می توان در مورد کلیه ساختمان ها به کار برد. به طور کلی برای ساختمان های کاملا منظم و یا ساختمان هایی که در ارتفاع منظم هستند درصورتی که از این روش استفاده شود می توان آنرا در دو امتداد متعامد ساختمان به طور جداگانه ای انجام داد ولی چنانچه ساختمان در پلان به حدی نامنظم باشد که نوسان آن در بعضی و یا تمام مدها عمدتا به طور توام در دو امتداد متعامد انجام پذیرد یعنی ساختمان مدهای نوسانی داشته باشد که در آن مدها حرکت در یک امتداد توام با حرکت در امتداد عمود بر آن باشد. برای ملحوظ نمودن اثرات این حرکات توام ساختمان باید بوسیله روش تحلیل دینامیکی و با استفاده از یک مدل سه بعدی محاسبه شود. در این روش بازتاب های سازه در هر مقطع زمانی در مدت وقوع زلزله با تاثیر دادن شتابهای ناشی از حرکت زمین (شتابنگاشت) در تراز پایه ساختمان و انجام محاسبات دینامیکی مربوطه تعیین می گردد. این روش را می توان در تحلیل خطی الاستیک و یا تحلیل غیرخطی سازه های مورد استفاده قرار داد.
مقایسه بین نتایج تحليل الاستیک سازه با استفاده از طیف طرح استاندارد و یا طیف طرح ویژه ساختگاه یا آنچه از تحلیل تاریخچه زمانی خطی به دست می آید الزامی بوده و دلائل احتمالی بین آنها باید طی یک گزارش فنی جامع توجیه گردد. اگر این توابع را برای میرایی های مختلف بر حسب پریود طبیعی یا فرکانس رسم کنیم منحنی هایی بدست می آید به نام طیف سرعت و طیفی که برای Sa بدست می آید به نام طیف شتاب نامیده می شود.
شتاب نگاشت ها با توجه به فاصله ای که از گسل ثبت شده اند به دو دسته نزدیک به گسل و دور از گسل تقسیم می شوند. معمولاً چنانچه شتاب نگاشتی توسط ایستگاهی ثبت شود که فاصله آن ایستگاه از گسل کمتر از ۲۰ کیلومتر باشد به آن شتاب نگاشت نزدیک به گسل می گویند و بیشتر از آنرا دور از گسل می نامند. فاصله از گسل موضوع بسیار مهمی در انتخاب شتاب نگاشت است چرا که می تواند پاسخ های بسیار متفاوتی بر روی سازه داشته باشد. شتاب نگاشت های نزدیک گسل معمولا دارای زمان جنبش کوچکتری بوده و مولفه قائم بسیار بزرگی دارند و علاوه بر آن طيف تهیه شده از آنها در پریودهای بالا افزایش ناگهانی از خود نشان می دهد در صورتیکه شتاب نگاشت های دور از گسل دارای زمان جنبش بزرگتری بوده و مولفه قائم آنها معمولا ناچیز است.
تحلیل های غیرخطی:
این نوع تحلیل ها معمولا پیچیده تر از تحلیل های خطی هستند. و در آن ها اثرات رفتار غیرخطی هندسی (مانند اثر P-Δ) و رفتار غیر خطی مصالح در نظر گرفته می شود.
لزوم انجام این تحلیل ها را می توان در موارد زیر بیان نمود:
1-در زمان طراحی سازه طبق آیین نامه های معتبر (که معمولاً از یک ضریب کاهش R استفاده می شود) سازه ها به نحوی طراحی می شوند که تا حدی از بارگذاری دارای رفتار خطی و افزون بر آن از رفتار غیرخطی تبعیت نماید. به عبارتی دیگر با بهره گیری از پتانسیل های غیر خطی سازه ، ظرفیت غير الاستیک اعضا سازه، اضافه مقاومت موجود در آن ها و سطح نیروی طرح کاهش داده می شود. اینگونه طراحی بر اساس فلسفه ای است که علاوه بر مقاومت مصالح از خاصیت شکل پذیری آن ها نیز استفاده گردد که منتهی به رعایت اصل اقتصادی بودن مصرف مصالح باشد. پس می توان انتظار داشت در زمان وقوع یک زلزله شدید، تنش در بسیاری از اعضا از حد تسلیم فراتر رفته و لذا در محل های مورد نظر مفصل پلاستیک تشکیل شود. با تشکیل این مفاصل سازه وارد حوزه رفتار غير الاستیک خود شده و لذا پاسخ آن با استفاده از تحلیل های غیر خطی قابل بررسی و ارزیابی خواهد بود.
2-از دیگر ایرادهای وارد بر تحلیل های خطی مرسوم، خود ضریب رفتار R است که عملا باعث کاهش یکسان سطح نیرو در کل اعضا شده و اصطلاحا خطرپذیری یکنواخت و یکسانی برای سازه فرض می شود.
در حالی که توسط تحلیل های غیر خطی مشاهده می شود که توزیع خرابی و مفاصل پلاستیک در حین وقوع یک زلزله شدید روی اعضا مختلف مشابه نیست و می توان پاسخ های واقعی سازه را بعد از ورود آن به حوزه عملکرد غیر ارتجاعی، نحوه توزیع خرابی و سطح عملکرد کلی آن را مورد بررسی قرار داد. روش های تحلیل غیر خطی نیز به دو دسته استاتیکی غیر خطی و دینامیکی غیر خطی تقسیم می شود.
تحلیل استاتیکی غیرخطی:
این روش که به تحلیل بار افزون یا Push Over نیز مشهور است حدودا از سال ۱۹۷۰ مورد توجه قرار گرفته و در دو دهه اخیر پیشرفت چشم گیری داشته است و به دلیل سهولت نسبت به سایر روش های تحلیل غیر خطی مورد استقبال بیشتری قرار گرفته است. در این روش منحنی هیسترزیس رفتار اعضای سازه در نظر گرفته شده و ماکزیمم جابجایی ها غیر خطی در بررسی عملکرد سازه مد نظر قرار می گیرد. مرسوم است که نیروی زلزله را به صورت یک الگوی بار جانبی که در ارتفاع سازه توزیع شده است به سازه وارد کرده و به تدریج گام به گام افزایش می دهند تا اولین عضو وارد رفتار غیرخطی شود در این مرحله سختی عضو تسلیم شده و افزایش بار ادامه می یابد تا عضو بعدی هم تسليم شود و سختی آن نیز اصلاح شده و این روند ادامه می یابد تا زمانی که سازه به تغيير مكان هدف برسد یا دچار ناپایداری استاتیکی شود و بر اساس روش های موجود در آیین نامه ها (ATC-40) ظرفیت سازه و نقطه عملکرد آن محاسبه می گردد. حسن بزرگ این روش امکان طراحی سازه بر اساس عملکرد مورد نظر که در مهندسی زلزله بر اساس عملکرد بسیار مورد توجه می باشد. یعنی با استفاده از این روش می توان هر عضو را چنان طراحی نمود که دارای عملکرد مورد نیاز در مقابل نیروهای زلزله باشد. با تمام این محاسن ایراداتی نیز به این روش همواره گرفته شده است از جمله:
۱- استفاده از پوش منحنی هیسترزیس رفتار اعضا
۲- انتخاب الگوی مناسب توزیع بار جانبی در ارتفاع و … با این وجود روش تحلیل استاتیکی غیرخطی به عنوان روشی قدرتمند در بسیاری آیین نامه های معتبر دنیا برای ارزیابی عملکرد سازه ها و طراحی بر اساس آن توصیه شده است.
تحلیل دینامیکی غیرخطی:
روش تحلیل دینامیکی غیر خطی دقیق ترین روش برای تعیین پاسخ سازه در برابر زمین لرزه معرفی شده است. با توجه به پیشرفت روز افزون سرعت رایانه ها امروزه استفاده از روش تحليل دینامیکی غیرخطی نیز در حال توسعه است. در این روش سازه مستقیما تحت اثر شتاب نگاشت رکورد شده از یک زلزله قرار می گیرد. مهمترین چالش پیش روی این نوع تحلیل شتاب نگاشت های ورودی به منظور انجام تحلیل است چون با تغییر این شتاب نگاشت ها پاسخ متناظر نیز به شدت تغییر می کند. در نتیجه انتخاب صحیح شتاب نگاشت ها از اهمیت بالایی برخوردار است.
تحلیل دینامیکی افزایشی(IDA) نیز که در واقع از تعدادی تحلیل تاریخچه زمانی تشکیل شده با استفاده از تعدادی شتاب نگاشت و میانگین گیری از پاسخ آنها به دنبال حل این مشکل می باشد اما انتخاب این دسته از شتاب نگاشت ها به منظور انجام تحلیل IDA نیز، خود دارای اهمیت است که در صورت توجه نکردن به این موضوع از میزان کارایی این روش می کاهد.
تعاریفی در رابطه با تحلیل دینامیکی:
در آیین نامه برای طیف طرح استاندارد و طیف طرح ویژه ساختگاه ضوابط خاص خود موجود می باشد. استفاده از هر یک از طیف ها برای کلیه ساختمان ها اختیاری است.
طیف طرح استاندارد:
این طیف از حاصلضرب مقادیر ضریب بازتاب ساختمان در پارامترهای نسبت شتاب مبنا، ضرایب اهمیت ساختمان و عکس ضریب رفتار بدست می آید. این طیف با فرض نسبت میرایی ۵ درصد تعیین شده است.
طیف طرح ویژه ساختگاه:
این طیف با توجه به ویژگی های زمین شناسی، تکتونیکی، لرزه شناسی، میزان ریسک و مشخصات خاک در لایه های مختلف ساختگاه و با در نظر گرفتن نسبت میرائی ۵ درصد تعیین می شود. در صورتیکه نوع ساختمان و سطح زلزله مورد نظر منظور نمودن میرائی متفاوتی را ایجاب نماید می توان آن را مبنای تهیه طیف قرار داد. مقادیر محاسبه شده این طیف باید در ضریب اهمیت ساختمان و عکس ضریب رفتار ساختمان ضرب گردد. مقادیر طیف حاصل نباید از 3/2 مقادیر نظیر طرح استاندارد کمتر باشد.
تاریخچه زمانی تغییرات شتاب(شتاب نگاشت):
شتاب نگاشت باید تا حد امکان نمایانگر حرکت واقعی زمین در محل احداث بنا در هنگام زلزله باشد. بدین منظور باید حداقل سه شتابنگاشت با ویژگی های زیر در تحلیل مورد استفاده قرار گیرد. در صورتیکه شتابنگاشت های مربوط به زلزله های واقعی اتفاق افتاده در منطقه دیگر باشند باید حتی المقدور سعی شود ویژگیهای زمین شناسی، تکتونیکی، لرزه شناسی و به خصوص مشخصات لایه های خاک در محل شتابنگار با محل ساختمان مورد نظر مشابهت داشته باشند مدت زمان حرکت شدید در شتابنگاشت ها باید زمانی حداقل برابر ۱۰ ثانیه و یا ۳ برابر زمان تناوب اصلی سازه مورد نظر هرکدام بیشتر است باشد.
طيف ها و شتاب نگاشت ها:
از مهمترین نظریه دینامیک سازه ها، تحلیل پاسخ سازه در برابر تکان های زمین به هنگام زلزله می باشد. پاسخ سازه ها میتواند شامل تغییر شکل ، نیروی داخلی، تنش ها و غیره باشد. سیستم به صورت تابعی از زمان و وابستگی این پاسخ ها به پارامترهای سیستم مورد مطالعه قرار می گیرد.
تحریک های زمین هنگام زلزله:
برای مقاصد مهندسی و همچنین بررسی تکان های هنگام زلزله نیاز به شتاب نگاشت داریم منظور از شتاب نگاشت ها، نمودار تغییرات شتاب زمین بر حسب زمان می باشد. در هر زلزله سه مولفه شتابد و مولفه متعامد در صفحه افق ویک مولفه قائم ، ثبت می گردد. این شتاب نگارها دارای ثبت پیوسته نمی باشند و به هنگام رسیدن اولین امواج قوی زلزله شروع به فعالیت می کنند. با این روش از ثبت بیهوده ارتعاش های ریز و دائمی زمین جلوگیری می شود. عملیات ثبت ارتعاشات، تا حدود چند دقیقه بعد از شروع، ادامه دارد و با کاهش شدت تکانهای زمین، فعالیت دستگاه خود به خود قطع می گردد. با وجودی که سال ها است شتاب نگارهای حرکت قوی در گوشه و کنار دنیا نصب شده اند، لیکن شتابنگاشت ثبت شده از زلزله های قوی انگشت شمارند. در ایران نیز زلزله شدید متعددی رخ داده اند، بدون آنکه شتابنگاشت آنها ثبت شود.لازمه ثبت شتابنگاشت تمام زلزله ها وجود شبکه ای با شتابنگارهای کافی می باشد که به علت پرهزینه بودن بر پایی ایستگاها و تعمير و نگه داری دستگاه ها ، غالبا امکان فراهم آوردن آنها وجود ندارد.
اولین شتابنگاشت حرکت قوی در زلزله لانگ بیچ در سال ۱۹۳۳ ثبت گردید. از آن موقع به بعد صدها شتابنگاشت ثبت شده است، لیکن تعداد کمی از شتاب های ثبت شده دارای شتابی بزرگتر g 0.2 می باشند. توزیع جغرافیایی شتاب های ثبت شده خیلی اتفاقی است. بیش از نصف آنها در کالیفرنیاست که اغلب آنها نیز مربوط به سه زلزله سن فرناندو(۱۹۷۱) لوماپریتا (۱۹۸۹) نورثریچ (۱۹۹۴) میباشد.
لرزه نگار و شتابنگار:
کار درستگاه های لرزه نگار که عموما در لرزه شناسی مورد استفاده قرار می گیرند، ثبت جابه جایی زمین ناشی از ارتعاشات حاصل از زلزله می باشد. اصول کار این دستگاهها بر اساس حرکت آزاد آونگ است. اگر آونگی با زمان تناوب زیاد تحت حرکتی با زمان تناوب نسبتا کم قرار گیرد جابه جایی افقی آونگ نسبت به پایه u ، با جابه جایی افقی پایه آونگ (جابه جایی نقطه A در شکل جابه جایی افقی آونگ در شکل) برابر خواهد شد. با وصل یک قلم رسام به نقطه B و چرخش منظم توپ کاغذ در زیر این قلم، همینکه دستگاه تحت حرکت قرار گیرد آنرا روی کاغذ ثبت کرده و پس از باز کردن توپ کاغذ از دستگاه این حرکت را (که در واقع همان ارتعاش زمین در محل نصب دستگاه است نسبت به زمان در دست خواهیم داشت).
جابه جایی زمین در نقاط دور از مرکز زلزله بسیار کوچک و در حد میکرون است و برای آنکه قابل رؤیت شود باید تقویت گردد. برای این کار حرکت آونگ به طرق مکانیکی، نوری و الکترومغناطیس تقویت میشود. با روش های نوری می توان حرکت آونگ را چندین هزار برابر تقویت کرد و با روش های الکترومغناطیس این نسبت را می توان به چند میلیون رساند. علاوه بر این باید از ارتعاش اضافی دستگاه به وسیله اعمال استهلاک جلوگیری کرد که اینکار با استفاده از روغن، هوا یا وسایل الکترومغناطیسی انجام می شود.
از آنجا که زمان تناوب ارتعاشات زلزله با دور شدن از مرکز زیاد می شود برای ثبت زلزله های دوردست باید از لرزه نگارهایی با تناوب بالا، مثلا ۲۰ ثانیه، استفاده کرد و علاوه بر این می باید از درجه تقویت بالاتری استفاده نمود زیرا دامنه ارتعاشات بسیار کوچک است. بر عکس برای ثبت ارتعاشات محلی باید از لرزه نگارهایی با زمان تناوب کوچکتر استفاده نمود مانند آنچه ریشتر در تعریف بزرگی بکار گرفت (دستگاه وود اندرسون با تناوب 8/1 ثانیه).
اگر دستگاه لرزه نگار بیش از حد به مرکز زلزله نزدیک باشد و یا شدت زلزله خیلی زیاد باشد دستگاه اصطلاحا اشباع می گردد زیرا عقربه ثبات به حد خود می رسد و نمی توانند بزرگی واقعی زلزله را برآورد کند. اگر زمان تناوب دستگاه نسبت به تناوب زلزله خیلی کوچک باشد جابه جایی آونگ با شتاب زمین متناسب خواهد بود. این چنین دستگاهی را شتابنگار و نمودار حاصله را شتابنگاشت می خوانند. ساخت شتابنگار به مراتب ساده تر از لرزه نگار بوده و نصب و نگهداری آن نیز آسان تر می باشد. امروزه شتابنگارهای الکترونیک به بازار آمده اند که ارزانتر و سبکتر از انواع قدیمی اند و شتاب زلزله را به صورت عددی ثبت می کنند که می تواند مستقیما برای تحلیل رایانه ای مورد استفاده محققان قرار گیرد. اگر تناوب دستگاه به گونه ای تنظیم شود که به تناوب ارتعاش زمین نزدیک باشد، آنگاه جابه جایی آونگ با سرعت ارتعاش زمین متناسب خواهد بود. به چنین دستگاهی سرعت نگار می گویند. شتابنگارها انواع مختلف دارند، حدود فرکانسی که این شتابنگار ها می توانند ثبت کنند معمولا بین0.06 تا 25 هرتز است.
کاربرد لرزه نگاشت و شتابنگاشت:
از نظر ریاضی شتابنگاشت مشتق دوم لرزه نگاشت است و ظاهرا اگر یکی از این دو موجود باشد می توان با مشتق گیری و یا گرفتن انتگرال دیگری را بدست آورد. با این وجود تاکنون در این مورد توفیقی حاصل نشده است و به هیچ وجه نمی توان با عملیات ریاضی یکی را بکمک دیگری بدست آورد. علیرغم نزدیکی ظاهری، لرزه نگاشت و شتابنگاشت کاربردی کاملا متفاوت داشته و موضوع علم جداگانه ای هستند.
لرزه نگاشت عمدتا ابزار کار لرزه شناسان هستند و به کمک آن مرکز و بزرگی زلزله بدست می آید. همچنین اطلاعات مفصلی از فیزیک امواج زلزله و بازتاب ها و انکسارهایی که این امواج در حین عبور از لایه های مفصلی مختلف متحمل می شوند بدست می دهد و به کمک این اطلاعات می توان به جنس لایه ها و مشخصات هندسی آنها، و سایر اطلاعات زمین شناسی دست یافت. اما هیچکدام از این اطلاعات مستقیما بکار تعیین واکنش سازه ها در براب زلزله نمی آید.
از آنجا که نمی توان شتابنگاشت را با عملیات ریاضی از لرزه نگاشت بدست آورد، شبکه مجزایی از شتابنگارها در مناطق مختلف نصب می شود و لازم است در کلیه نقاطی که احتمال لرزه خیزی دارند شتابنگار نصب شده باشد زیرا برخلاف لرزه نگار که زلزله را از فواصل دور دریافت می کند، شتابنگار فقط فواصل نسبتا نزدیک را ثبت می کند. نگهداری شتابنگار ساده تر و کم خرج تر از لرزه نگار است زیرا لرزه نگار مرتبا کار می کند و باید تکنسین های مربوطه رکودها را بطور دائمی بازرسی کنند تا زلزله هایی که در فواصل دور و نزدیک بدون خبر اتفاق می افتند مشخص شوند. در حالی که شتابنگار به تکنسین نیازی ندارد و چنانچه باتری آن درست باشد طوری تنظیم می شود که تا شتاب از حد تعيين شده ای (مثلا یک صدم شتاب ثقل) زیادتر شد به کار افتد و ارتعاش را ثبت کند و سپس با پایان یافتن ارتعاش باز ایستند. در هر دوی این دستگاهها ساعت تعبیه شده و در نوارهای کاغذی ساعت ثبت درج می شود. محتوای فرکانسی یک زلزله را نمی توان از لرزه نگاشت کسب کرد بلکه فقط از شتابنگاشت بدست می آید. شتابنگاشت ها به علل مختلف دارای خطا هستند و می باید اصلاح شوند.
نرم افزار SAP2000:
نرم افزار مورد استفاده برای مدل سازی و تحلیل قاب ها نرم افزار SAP2000 یکی از قوی ترین نرم افزارهای مهندسی در زمینه آنالیز و طراحی سازه ها است و با توجه به استفاده گسترده از این نرم افزار در نقاط مختلف جهان می توان آنرا یک نرم افزار قدرتمند و موفق کاربردی محسوب کرد. این نرم افزار حاصل ده ها سال بررسی و تحقیق متخصصان و کارشناسان مختلف دانشگاه برکلی کالیفرنیا می باشد.
برخی از قابلیت های این نرم افزار عبارتند از:
- مدل کردن سازه های گوناگون در این نرم افزار با استفاده از المان های مختلف قاب، پوسته، صفحه، المانهای غیرخطی
- اعمال انواع بارهای ثقلی، حرارتی، فشاری و جانبی در تحلیل استاتیکی
- انجام تحلیل دینامیکی به روش های طیف بازتاب و مودهای ارتعاشی آزاد
- طراحی مدل به کمک آیین نامه های مختلف
- تحلیل و طراحی پل
- تحلیل و طراحی سوله قابلیت انجام انواع تحلیل های غیرخطی شامل تحلیل استاتیکی غیرخطی پوش آور و تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی
- قابلیت اختصاص مفاصل پلاستیک به صورت دستی و Auto در تحلیل های غیرخطی
- قابلیت کنترل مفاصل تغييرشکلی و نیرویی
شرح پروژه:
در این پروژه از نرم افزار SAP2000 جهت تحلیل و طراحی سازه فولادی 10 طبقه با 5 دهانه و همچنین تحلیل دینامیکی خطی تاریخچه زمانی مدل ها استفاده شده است.
مدلسازی:
ابعاد قاب:
مدلسازی:
تعریف تاریخچه زمانی:
نتایج شبیه سازی:
