كليدواژه :
اثرات P-Δ , سازه فضايي , روش توابع پايداري , روش ماتريس سختي , روش بارجانبي فرضي , ارتفاع سازه
چكيده فارسي :
در سال هاي اخير، سازه ها بنا به دلايل اقتصادي و زيباشناسي، روز به روز عظيم تر و لاغر تر شده اند و اين موضوع منجر به رفتار غير خطي سازه ها شده است. لذا به كارگيري روش هاي مختلف براي در نظر گرفتن اثرات تحليل مرتبه دوم در بررسي رفتار سازه ها همواره مورد توجه طراحان قرار گرفته است. بنابراين در اين مطالعه به منظور بررسي اثرات P-Δ ، به تحليل رفتار غير خطي سازه هاي فضايي با تعداد طبقات مختلف مي پردازيم. روش هاي مد نظر جهت برآورد اثرات تحليل مرتبه دوم شامل روش هاي ماتريس سختي، توابع پايداري و روش بار جانبي فرضي مي باشد. هدف اصلي در پژوهش حاضر، بررسي اثر پارامتر ارتفاع سازه بر دقت روش هاي محاسبه اثرات تحليل مرتبه دوم و مقايسه ي دقت روش هاي ارايه شده جهت تحليل مرتبه دوم سازه هاي فضايي است.
نتايج نشان مي دهد، صرف نظر از ارتفاع سازه، دقيق ترين روش جهت برآورد اثرات P-Δدر تحليل مرتبه دوم انواع سازه، روش ماتريس سختي است. اگر چه تحليل غيرخطي مرتبه اول عموما مي تواند ضرايب بار نهايي سازه ها را با دقت خوبي برآورد نمايد، اما استفاده از تحليل هاي غيرخطي مرتبه دوم در برآورد ضرايب بار نهايي سازه هاي با ارتفاع مختلف منجر به افزايش دقت اين برآوردمي گردد. بر اساس نتايج به دست آمده مشاهده شد، تعداد طبقات سازه دقت روش هاي تحليل مرتبه دوم را تحت تاثير قرار مي دهد. به نحوي كه با افزايش ارتفاع سازه، شاهد افزايش اختلاف نتايج حاصل از هر سه روش تحليل مرتبه دوم با نتايج به دست آمده از تحليل مرتبه اول هستيم، اين افزايش در راستاي عرضي سازه نمود بيشتري دارد. در سازه هاي بيش از سه طبقه، از ميان سه روش تحليل مرتبه دوم در برآورد اثرات P-Δ ، اختلاف نتايج حاصل از روش بار جانبي فرضي با نتايج تحليل مرتبه اول،به شدت افزايش يافته و بيش ترين همبستگي با ارتفاع سازه، در اين روش مشاهده شده است. همچنين در بين روش هاي تحليل مرتبه دوم در سازه هاي بلند مرتبه و مرتفع، بالاترين دقت مربوط به روش ماتريس سختي مي باشد.
چكيده لاتين :
In recent years, structures for economic and aesthetic reasons have been growing larger and thinner and this subject leading to non - linear behavior of structures. Therefore, the application of different methods for considering the effects of second order analysis in evaluation of the behavior of structures has always been considered by the designers. in this study to investigate the P-Δ effects, analyze the nonlinear behavior of multi - storey space structures. in order to estimate the effects of second order analysis in this study, methods of Stiffness Matrix, Stability Functions and Assume lateral load method have been used. in present study, in addition to comparing the accuracy of the proposed methods, examine the effect of the parameter height on the accuracy of the second order analysis. the accuracy of the second order analysis methods is investigated by comparing the results of the existing research. In the first part of the present study, after presenting the formulation of three methods of second-order analysis of stiffness matrix, stability functions and assume lateral load method, for beam-column element of a portal frame, a two-story regular structure and finally an irregular six-story structure, that studied by previous researchers, the most accurate second-order analysis is introduced by comparing the load-deformation curves. In the second part, in order to investigate the effect of height of structure on the accuracy of second-order analysis methods, similar structures of three, five, and seven floors were analyzed in two longitudinal and transverse directions and the final load coefficients obtained from the second-order analysis with The first-order analysis of the structures is compared. The analysis of three, five and seven-story structures was performed in two assume lateral load and stiffness matrix methods in OpenSees software as well as stability function analysis using Paap software.the accuracy of second-order analysis methods has decreased and this reduction is more pronounced in the transverse direction of the structure. As the height of the structure increases, the accuracy of the stiffness matrix methods, stability functions and the Assume lateral load method in the second-order analysis of the transverse direction are reduced by 15.5%, 10% and 7.2%, respectively. It is observed in more than three storeys, the accuracy of the Assume lateral load method in estimating the P - Δ effects is greatly reduced and the highest correlation with the height of the structure is observed in this method. also among the second - order analysis methods in tall structures, the highest accuracy is related to the method of Stiffness Matrix.
