همپایه سازی برش پایه استاتیکی و دینامیکی

دراین مقاله میخواهم در مورد همپایه سازی برش ها در تحلیل دینامیکی طیفی مطالب مفیدی را با شما به اشتراک بگذارم. اگر قصد دارید از تحلیل طیفی برای پروژه خود استفاده کنید بدون شک به این موضوع نیاز خواهید داشت. پس با دقت مطالب زیر را دنبال کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع روش های تحلیل به فیلم آموزشی رایگان تحلیل خطی و غیرخطی مراجعه کنید.

قبل از هرچیزی به مراحل انجام تحلیل طیفی توجه کنید:

مراحل انجام تحلیل طیفی:

  • تعداد مدها –طبق بند3-4-1-2
  • تعیین ماکزیمم پاسخ هر مد
  • ترکیب آماری پاسخ ها – بند 3-4-1-3
  • اصلاح پاسخ ها – بند 3-4-1-4

همانطور که از اسم این مقاله پیداست ما در اینجا قصد داریم که تنها به گام چهارم تحلیل طیفی یعنی اصلاح پاسخ ها و یا همان همپایه سازی برش ها صحبت کنیم.

چرا همپایه سازی می کنیم ؟

از آنجایی که در تحلیل دینامیکی، حالت کاملا ایده آلی برای سازه در نظر گرفته می شود که در عمل وجود ندارند؛ (مثلا عدم لحاظ کردن جداگرهای میانقابی و …)و از طرفی برش پایه استاتیکی، به واسطه ­ی وزن سازه برآورد قابل اطمینان تری از برش پایه می­ دهد؛ لذا باید با ضرایبی این مورد را اصلاح کنیم تا در نهایت برش حاصل از تحلیل دینامیکی، که اغلب کمتر از برش حاصل از تحلیل استاتیکی می­ باشد؛ به یکدیگر نزدیک شوند.

به عبارتی با این روش، تحلیل طیفی بر اساس نیروهای سازه مورد نظر کالیبره شده و شرایط ایده آل تحلیل طیفی، به واقعیت نزدیک می شود.

لازم به ذکر است در صورتی که برش حاصل از تحلیل دینامیکی بیشتر از تحلیل استاتیکی شود لازم نیست ضریبی اعمال شود. یعنی در واقع ضریب همپایگی ضریبی افزایشی است نه کاهشی!

برش پایه دینامیکی * ضریب همپایگی = برش پایه اصلاح شده

همپایه سازی در ایتبس

در صورتی که برش پایه حاصل از تحلیل طیفی کمتر از برش پایه تحلیل استاتیکی باشد، مقدار برش پایه تحلیل طیفی باید به مقادیر زیر افزایش داده شده و بازتاب­ های سازه متناسب با آنها اصلاح گردد.

  • در سازه های منظم، مقادیر بازتاب­ها باید در 85 درصد نسبت برش پایه استاتیکی به برش پایه بدست آمده از تحلیل دینامیکی طیفی ضرب شود.
  • در سازه­ های نامنظم که نامنظمی در آنها از نوع “طبقه خیلی ضعیف” یا ” طبقه خیلی نرم” یا “پیچشی شدید” نباشد، مقادیر بازتاب ­ها باید در 90 درصد نسبت برش پایه استاتیکی به برش پایه دینامیکی طیفی ضرب شوند. ولی در سازه­ های نامنظمی که نامنظمی آنها مشمول موارد ذکر شده باشد، مقادیر بازتاب­ها باید در نسبت برش استاتیکی به برش دینامیکی طیفی ضرب شود.

 

بنابراین به طور خلاصه ضریب همپایگی به این صورت محاسبه می شود.

 

مراحل همپایه سازی برش ها در نرم افزار

در این بخش به مثالی از روش همپایه سازی برش ­ها در نرم ­افزار پرداخته شده که گام به گام مراحل آن را پی می گیریم.
برای شروع تحلیل طیفی ابتدا بایستی طیف استاندارد آیین نامه 2800 را برای خاک و منطقه خطرپذیری پروژه خود تعریف کنید.

معرفی طیف استاندارد 2800 به نرم افزار

 

پس از اینکه الگوهای بار طیفی را تعریف کردید مقدار Scale factor را وارد کنید. در این مثال، پروژه در منطقه ای با خطر لرزه خیزی زیاد و سیستم سازه ای قاب خمشی بتن آرمه متوسط + دیوار برشی بتن آرمه متوسط می باشد. بنابراین با توجه به استاندارد 2800:

scale factor = A*g*I / R = 0.3 * 9.81 * 1 /6 = 0.4905

سپس نیروهای طبقات را از طریق مسیر زیر مشاهده کنید.

display>show tables>Analysis>Results>Structure results>Story forces

 

از آنجایی که در این پروژه نامنظمی پیچشی شدید وجود داشته است، بنابراین ضریب همپایگی برابر است با:

Vstatic / Vdynamic = 177.2634 / 138.8145 = 1.28

از آنجایی که این ضریب بزرگتر از یک است بایستی مقدار Scale factor را اصلاح کنیم.

Scale factor = 0.4905 * 1.28 = 0.63

عملیات همپایه سازی در جهت y را نیز می توان به همین روش انجام داد.

نتیجه گیری:

  • از آنجایی که برش های به دست آمده از تحلیل استاتیکی معادل برآورد خوبی از نتایج است، بنابراین برش های حاصل از تحلیل طیفی نباید اختلاف زیادی با همین مقادیر در تحلیل استاتیکی داشته باشد.
  • ضریب همپایگی بیشتر از یک است. بنابراین اگر این ضریب کمتر از 1 به دست آمد نیازی به عملیات همپایه سازی نداریم و مقدار Scale factor تغییری نمی کند.

فیلم آموزشی همپایه سازی برش پایه

فیلم آموزشی زیر نحوه همپایه سازی برش پایه استاتیکی و دینامیکی را آموزش می دهد.

اگر حال خواندن ندارید ویدئو زیر را مشاهده کنید:

4 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *