پديد آورندگان :
خيراللهي، محمد دانشگاه صنعتي سهند تبريز - دانشكده مهندسي عمران - گرايش سازه , عابدي، كريم دانشگاه صنعتي سهند تبريز - دانشكده مهندسي عمران , چناقلو، محمدرضا دانشگاه صنعتي سهند تبريز - دانشكده مهندسي عمران
كليدواژه :
تحليل تاريخچه زماني غيرخطي , تقاضاي لرزه اي , تحليل پوش آور , چليك دولايه , ديوار فضاكار دولايه
چكيده فارسي :
تحليل تاريخچه زماني غيرخطي به عنوان دقيق ترين روش جهت تعيين تقاضاي لرزه اي و شناسايي نقاط خرابي سازه ها به حساب مي آيد. تلاش هاي گسترده اي جهت توسعه روش هاي تحليل غيرخطي به طوري كه ساده و سريع باشد، صورت گرفته است. يكي از اين روش ها تحليل هاي پوش آور مي باشد كه در سال هاي اخير به طور گسترده اي براي ارزيابي لرزه اي سازه ها به كار گرفته شده اند. همچنين روش هاي پوش آور پيشرفته متعددي براي لحاظ نمودن اثرات مودهاي بالاتر و در نظرگيري اثرات تغيير مشخصات مودال سازه ناشي از تسليم يا كمانش اعضا پيشنهاد شده است. اكثر اين روش ها براي تخمين تقاضاي لرزه اي سازه هاي متداول بكار گرفته شده و تحقيقات محدودي براي تحليل هاي پوش آور و تخمين پاسخ هاي لرزه اي سازه هاي فضاكار صورت گرفته است. بدين منظور در اين مطالعه كاربرد بهينه سازي در تحليل پوش آور جهت پيش بيني پاسخ هاي لرزه اي سازه هاي فضاكار چليكي دولايه متكي بر ديوارهاي عمودي دولايه مورد بررسي قرار گرفته است. در اين روش از تركيب ضريبدار نيروهاي مودي غالب استفاده شده و سپس ضرايب نيروهاي مودي براساس الگوريتم بهينه سازي تا تعيين الگوي بار بهينه، بهينه سازي مي شود. به منظور ارزيابي دقت روش مذكور، مدل هاي مختلف با نسبت هاي مختلف خيز به دهانه سقف چليك دولايه و يك نسبت ثابت ارتفاع ديوار فضاكار دولايه به طول دهانه انتخاب گرديده و پس از طراحي هر يك از سازه ها، تحليل پوش آور تحت الگوي بار بهينه شده انجام مي گيرد. پاسخ هاي حاصل از تحليل پوش آور تحت الگوي بار بهينه شده با نتايج تحليل ديناميكي نموي(افزايشي) و دو روش تحليل پوش آور تحت مود اول سازه و تحليل پوش آور مودال مقايسه گرديده است. نتايج تحليل نشان مي دهد كه روش پوش آور پيشنهادي دقت قابل قبولي در پيش بيني برش پايه و سختي اوليه سازه با نتايج تحليل ديناميكي داشته و با افزايش نسبت ارتفاع سقف چليكي دولايه به طول دهانه سازه فضاكار دقت روش مذكور افزايش مي يابد. همچنين مقايسه نتايج نشان مي دهد كه روش پوش آور ارايه شده نتايج نزديكي در پيش بيني پاسخ هاي جابجايي در جهات طولي و عرضي با نتايج تحليل ديناميكي نموي دارد. علاوه بر آن مقايسه پروفيل دريفت حاصل از تحليل هاي پوش آور و ديناميكي نموي نشان دهنده آن مي باشد كه تمامي روش هاي پوش آور نتايج نزديكي با تحليل ديناميكي در گره هاي روي ديوار در جهت طولي داشته و در گره هاي سقف فضاكار روش پوش آور پيشنهادي داراي دقت قابل قبولي مي باشد. در جهت عرضي نيز روش پوش آور پيشنهادي در مقايسه با ساير روش ها دقت قابل قبولي در پيش بيني دريفت دارد.
چكيده لاتين :
Nonlinear time history analysis (NL-THA) is the most accurate method to estimate the seismic demand of structures and predict their failure. To that end, extensive efforts have been made to develop fast and convenient methods to carry out nonlinear static analyses. In recent years, pushover methods have been widely used as a suitable tool to evalute the seismic performance of structures. Also, various advanced pushover procedures have been proposed to take into account the effect of higher modes and the change in the dynamic properties of structures in the nonlinear phase. Therefore, different pushover procedures have been further developed for this purpose. The nonlinear static analysis has been widely employed to evaluate the nonlinear behavior of structures. The pushover analysis was first expanded in a number of studies to investigate buildings. Not many studies have been conducted on the seismic demand of latticed space structures. In the present work, therefore, an optimization procedure has been employed to refine the performance of the pushover analysis in estimating the seismic response of double-layer barrel vault roofs with vertical double-layer walls. In the method proposed herein, the coefficients of the modal load combinations of the studied structures have been optimized using the simplex algorithm to find the optimum load pattern. Fifteen models with various rise-to-span and height-to-span ratios were considered to assess the accuracy of the proposed method in predicting the seismic demand of these structures. The models were analyzed using the OpenSees software. In order to model the buckling behavior of the members, each member was divided into two nonlinear beam-column elements with an initial imperfection of 0.1% at its mid-node. The models were designed with the dead, snow, temperature, and earthquake loads having been considered. All of the mentioned loads, with the exception of snow load, were applied to the structures as concentrated nodal loads. The snow load, by contrast, was applied to the structures in two symmetric and asymmetric patterns in accordance with the sixth volume of the Iranian national code of buildings. For earthquake loads, the 4th edition of the Iranian code of practice for seismic resistant design of buildings was used. It should be noted that the seismic mass of the roof of each model was calculated by considering the entirety of the dead load in addition to 40% of the snow load. In the design process of each model, the dead, snow, temperature, and earthquake load combinations were formulated based on the AISC-ASD89 standard. The sections of the members of the structures were chosen from hollow tubular sections, with their slenderness ratios limited to 100. Afterwards, pushover analyses were performed using the optimized load pattern. The obtained results were compared to those of the incremental dynamic analyses (IDA) and two other well-known pushover methods, namely the MPA and the conventional first-mode pushover analysis. The results revealed that the proposed pushover method can provide a good estimation of the base shear and intial stiffness of the structures when compared to dynamic analyses. In addition, an increase in the rise-to-span ratio of the roof causes an improvement in the accuracy of the proposed pushover method. Also, in comparison with the MPA and conventional pushover procedures, the responses produced by the proposed method are closer to those generated by dynamic analyses. In addition, a comparison of the obtained drift patterns reveals that the results of both the pushover and incremental dynamic analyses along the longitudinal direction of the wall are quite close to each other. Another advantage of the proposed pushover method is that it also produces acceptable results on the nodes on the roof of the space structure. Also, along the transverse direction, the proposed method yields better results.
