رفتار یک ساختمان چند طبقه در مقابل زلزله بستگی به توزیع جرم،سختی و مقاومت در صفحات افقی و قائم ساختمان دارد. چنانچه که توزیع جرم، سختی و مقاومت در این صفحات یکنواخت نباشد، این ساختمان در مقابل زلزله رفتار پیچیده ای خواهد داشت . نوعی از نامنظمی در ساختمانها که رفتار بسیار ضعیفی در زلزله های گذشته از خود نشان داده است، ساختمانها دارای نامنظمی در ارتفاع می باشند. در این قبیل ساختمانها، بعنوان مثال یکسری از طبقات از تراز مشخصی به بعد ادامه پیدا نمی کند. مطالعات گسترده ای درخصوص بررسی رفتار لرزه ای این دسته از ساختمانها انجام گرفته است و روشهایی در جهت بهبود عملکردشان ارائه شده است.
از برترین روشهای ارزیابی این قبیل ساختمانها تحلیلی غیر خطی تاریخچه زمانی است که از دقت بالایی برخوارد است ؛ اما به هر جهت بدلیل پیچیده بودن مراحل کار و زمانبر بودن آن محققین همیشه بدنبال روشی جایگزین با دقت مناسب بوده اند. که یکی از این روشهای جایگزین روش تحلیل استاتیکی غیر خطی میباشد. اما روش تحلیل استاتیکی غیر خطی رایج، معمولاً جهت برآورد نیازهای لرزه ای سازه ها، شکل بارگذاری جانبی را متناسب با شکل مود اول در نظر می گیرد .
تحقیقات انجام گرفته حاکی از این موضوع می باشد که تنها در نظر گرفتن پاسخهای ناشی از مود اول به تنهایی جهت ارزیابی نیازهای لرزه ای سازه کافی نمی باشد و نتایج حاصل از این تحلیل در مقایسه با نتایج تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی دست پایین می باشد ، این عدم انطباق هر آنقدر که ساختمان بلندمرتبه تر ویا نامنظم تر باشد، بیشتر نمایان خواهد شد۱. بهمین جهت اخیراً در جهت برطرف کردن این نقص، محققین زیادی سعی کرده اند که به طریقی نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی غیر خطی را به نتایج حاصل از تحلیل غیر خطی تاریخچه زمانی نزدیک تر سازند.
روشی که توسط این محققین پیشنهاد شده است روش تحلیل استاتیکی غیر خطی مودال می باشد .در این روش درهر مود، الگوی بارگذاری بر اساس شکل آن مود تارسیدن به تغییر مکان یک نقطه مشخص از سازه به مقدار معینی ادامه می یابد و در نهایت پاسخهای حاصل از هر شکل مود بارگذاری ، بر اساس قوانین ترکیب مود، با هم ترکیب می شوند.
مدلسازی های متنوع با سطوح لرزه ای متفاوت به اینگونه سازه ها با سطوح نامنظمی گوناگون اعمال گردید (پورعباسی – سروقدمقدم). نتایج پس از مدلسازی سازه ها نشان می دهد که روش تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال (الاستیک) در مقایسه با روشهای تحلیل غیر خطی تاریخچه زمانی در سطوح زلزله های پایین دارای دقت مناسبی می باشد اما در سطوح زلزله های بالا اختلاف زیادی دارد، که پیشنهاد می شود(مجیدپورعباسی-عبدالرضا سروقدمقدم) برای این حالت، الگوی بارگذاری جانبی بر اساس شکل مود پلاستیک سازه در انتهای تغییر مکان هدف اولیه، به سازه ها اعمال گردد، از نتایج چنین برمی آید که روش تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال با در نظر گرفتن شکل مود خرابی سازه ها (مود پلاستیک) در سطوح لرزه ای بالا از دقت مناسبی با مقایسه با تحلیل تاریخچه زمانی دارد.
نتایج حاصل از تحلیل و بررسی توسط پژوهشگرانمان (پورعباسی-سروقدمقدم) حاکی از آن است که:
- در ساختمانهای بلند مرتبه و یا نامنظم تنها در نظر گرفتن یک مود جهت ارزیابی نیازهای لرزه‌ای سازه ها کافی نمی‌باشد.
- با توجه به مدلسازی های مختلف به لحاظ میزان افزایش نامنظمی در سازه ها دیده شده است که میزان دقت روش استاتیکی مودال کاهش نمی‌یابد.
- روش استاتیکی غیر خطی مودال نیازهای لرزه‌ای را در سطوح زلزله های پایین(زلزله هایی با قدرت پایین و کمتر ویرانگر) نسبتا دقیق تخمین می زند اما به محض افزایش یافتن سطوح زلزله ها (افزایش یافتن قدرت ویرانگری زلزله) دقت این روش کاهش می یابد.
- در سطوح زلزله های بالا توصیه می شود که الگوی بارگذاری جانبی بر اساس شکل مود پلاستیک در پایان تغییر مکان هدف اولیه به سازه اعمال می گردد، استفاده از این الگو باعث افزایش دقت جوابها در نواحی صدمه خورده سازه خواهد شد.
در شکل فوق درصد دقت روش پیشنهادی مودال با در نظر گرفتن مود پلاستیک با روش مودال با در نظر گرفتن مود الاستیک و روش تاریخچه زمانی برای دومدل مختلف مقایسه گردیده است. همانطور که مشاهده میشود روش مودال با در نظر گرفتن مودهای پلاستیک جوابهای دقیقتر و نزدیکتری به روش تاریخچه زمانی دارد. برای مطالعه کامل این مقاله می توانید آن را از این لینک (+) تهیه نمایید.
