مقایسه و ارزیابی روش های تحلیل سازه در طراحی لرزه ای با تاکید بر تحلیل خطی و غیرخطی

تحلیل سازه یکی از بنیادی ترین مراحل در فرآیند طراحی لرزه ای است و انتخاب روش مناسب تحلیل نقش تعیین کننده ای در پیش بینی رفتار واقعی سازه تحت اثر زلزله دارد. با توجه به پیچیدگی رفتار غیرخطی مصالح و سازه ها، استانداردهای معتبر نظیر نشریه ۳۶۰ و ASCE۴۱-۱۷ مجموعه ای از روش های تحلیل خطی و غیرخطی را معرفی کرده اند که هرکدام دارای مزایا، محدودیت ها و حوزه کاربرد مشخصی هستند. هدف این تحقیق، بررسی جامع و مقایسه ای چهار روش اصلی تحلیل سازه شامل تحلیل استاتیکی خطی، تحلیل دینامیکی خطی، تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور) و تحلیل دینامیکی غیرخطی است تا بتوان بر اساس نیاز پروژه، سطح عملکرد مورد انتظار و اهمیت سازه، مناسب ترین روش تحلیل را انتخاب کرد. برای دستیابی به این هدف، ابتدا مبانی نظری و پیشینه پژوهش های مرتبط مرور شده و سپس یک سازه بتن آرمه پنج طبقه با سیستم قاب خمشی به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردید. این سازه در نرم افزار ETABS مدل سازی و تحت چهار روش تحلیل مذکور ارزیابی شد. نتایج عددی شامل تغییرمکان بام، برش پایه، توزیع مفاصل پلاستیک و الگوی تغییرشکل ها استخراج و مقایسه شدند. یافته ها نشان می دهد که تحلیل استاتیکی خطی به عنوان ساده ترین روش، تنها برای سازه های منظم و طراحی های معمولی مناسب است و قادر به نمایش رفتار غیرخطی واقعی سازه نیست. تحلیل دینامیکی خطی دقت بیشتری داشته و برای سازه های بلند و نامنظم توصیه می شود. تحلیل پوش آور امکان مشاهده روند تشکیل مفاصل پلاستیک و ارزیابی عملکرد لرزه ای را فراهم می کند، اما اثر مودهای بالاتر را به طور کامل در نظر نمی گیرد. در نهایت، تحلیل دینامیکی غیرخطی دقیق ترین و واقع بینانه ترین روش تحلیل است، هرچند زمان بر و نیازمند داده های دقیق می باشد. نتایج این تحقیق می تواند به عنوان مبنایی برای انتخاب روش تحلیل مناسب در پروژه های واقعی و همچنین توسعه تحقیقات آینده در حوزه تحلیل عملکردی سازه ها مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

تحلیل سازه ، پوش آور ، تحلیل خطی و غیرخطی