پاسخ لرزه ای سازه ها در 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 زلزله‌های گذشته از خود نشان داده است، ساختمان‌ها دارای نامنظمی در ارتفاع می‌باشند. در این قبیل ساختمان‌ها، به‌عنوان مثال یک‌سری از طبقات از تراز مشخصی به بعد ادامه پیدا نمی‌کند. مطالعات گسترده‌ای درخصوص بررسی رفتار لرزه‌ای این دسته از ساختمان‌ها انجام گرفته است و روش‌هایی در جهت بهبود عملکردشان ارائه شده است.
از برترین روشهای ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه ها این قبیل ساختمان‌ها تحلیلی غیرخطی تاریخچه زمانی است که از دقت بالایی برخوردار است؛ اما به هر جهت به‌دلیل پیچیده بودن مراحل کار و زمان‌بر بودن آن محققین همیشه به‌دنبال روشی جایگزین با دقت مناسب بوده‌اند. که یکی از این روشهای جایگزین روش تحلیل استاتیکی غیر خطی می‌باشد. اما روش تحلیل استاتیکی غیرخطی رایج، معمولا جهت برآورد نیازهای لرزه‌ای سازه‌ها، شکل بارگذاری جانبی را متناسب با شکل مود اول در نظر می‌گیرد .
تحقیقات انجام گرفته حاکی از موضوع پاسخ لرزه ای سازه ها می‌باشد که تنها در نظر گرفتن پاسخهای ناشی از مود اول به تنهایی جهت ارزیابی نیازهای لرزه‌ای سازه کافی نمی‌باشد و نتایج حاصل از این تحلیل در مقایسه با نتایج تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی دست پایین می‌باشد ، این عدم انطباق هرآن‌قدر که ساختمان بلند مرتبه‌تر و یا نامنظم‌تر باشد، بیشتر نمایان خواهد شد. به‌همین جهت اخیرا در جهت برطرف کردن این نقص، محققین زیادی سعی کرده‌اند که به طریقی نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی غیرخطی را به نتایج حاصل از تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی نزدیک‌تر سازند.
روشی که توسط این محققین در پاسخ لرزه ای سازه ها پیشنهاد شده است روش تحلیل استاتیکی غیر خطی مودال می باشد .در این روش در هر مود، الگوی بارگذاری بر اساس شکل آن مود، تا رسیدن به تغییر مکان یک نقطه مشخص از سازه به مقدار معینی ادامه می‌یابد و در نهایت پاسخهای حاصل از هر شکل مود بارگذاری ، بر اساس قوانین ترکیب مود، با هم ترکیب می‌شوند.
مدلسازی‌های متنوع با سطوح لرزه‌ای متفاوت به این‌گونه سازه‌ها با سطوح نامنظمی گوناگون اعمال گردید (پورعباسی – سروقدمقدم). نتایج پس از مدلسازی سازه‌ها نشان می‌دهد که روش تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال (الاستیک) در مقایسه با روشهای تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی در سطوح زلزله‌های پايين دارای دقت مناسبی می‌باشد اما در سطوح زلزله‌های بالا اختلاف زیادی دارد، که پیشنهاد می‌شود. برای این حالت، الگوی بارگذاری جانبی براساس شکل مود پلاستیک سازه در انتهای تغییر مکان هدف اولیه، به سازه‌ها اعمال گردد، از نتایج چنین برمی‌آید که روش تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال با در نظر گرفتن شکل مود خرابی سازه‌ها (مود پلاستیک) در سطوح لرزه‌ای بالا از دقت مناسبی با مقایسه با تحلیل تاریخچه زمانی دارد.
نتایج حاصل از تحلیل و بررسی توسط پژوهشگرانمان 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 مدلسازی‌های مختلف به لحاظ میزان افزایش نامنظمی در سازه‌ها دیده شده است که میزان دقت روش استاتیکی مودال کاهش نمی‌یابد.
- روش استاتیکی غیرخطی مودال نیازهای لرزه‌ای را در سطوح زلزله‌های پایین(زلزله‌هایی با قدرت پایین و کمتر ویران‌گر) نسبتا دقیق تخمین می‌زند اما به محض افزایش یافتن سطوح زلزله‌ها (افزایش یافتن قدرت ویران‌گری زلزله) دقت این روش کاهش می‌یابد.
- در سطوح زلزله‌های بالا توصیه می‌شود که الگوی بارگذاری جانبی براساس شکل مود پلاستیک در پایان تغییر مکان هدف اولیه به سازه اعمال می‌گردد، 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.
