تحلیل غیرخطی سازه های نامتقارن تحت اثر بارهای لرزه ای بر اساس الگوریتم جریان قائم

در روند تحلیل غیرخطی سازه ها معمولاً جواب صریح و آشکاری برای دسته معادلات غیرخطی حاکم بر تعادل سازه وجود ندارد. به این سبب محققان با صرفنظر از پاره ای اثرات، رابطه سازی ساده ای را برای تحلیل پیشنهاد نموده اند. معمولاً در روشهای ارائه شده برای انجام تحلیلهای غیرخطی، بطور مستقیم از شیوه تحلیل خطی استفاده شده، سپس با انجام روشهای تکراری ساده و یا پیشرفته، همگرائی در مسیر ایستائی حاصل شده است. لذا در بخش اوّل این رساله، با توجه به مفاهیم جدید ریاضی، روشی جهت حل عددی معادلات غیرخطی با استفاده از الگوریتم جریان قائم، ارائه شده و فرمول بندی مناسبی جهت بکارگیری این روش در تحلیل خرپاها و قابها ارائه شده است. با انجام مطالعات عددی نشان داده شده که این الگوریتم علاوه بر دقت قابل قبول، موجب کاهش تعداد تکرارها و در نتیجه زمان تحلیل می گردد. جهت تحلیل استاتیکی پوش آور یکی از الگوهای مناسب جهت اعمال بار جانبی، الگوی بار براساس مود شکل اوّل ارتعاش آزاد می باشد. اخیراً، در روشهای پوش آور اصلاح شده، اثرات مود شکلهای بالاتر نیز در تغییرات الگوی بار منظور شده است. با توجه به اینکه در سازه های نامتقارن سهم مولفه مود پیچشی قابل توجه خواهد بود، در بخش دوم این رساله، روشی جهت تحلیل پوش آور پیشنهاد گردیده که اوّلا،ً الگوی توزیع بار متناسب با تغییر خصوصیات دینامیکی در هر مرحله از تحلیل بهنگام می شود، ثانیاً، اثرات مربوط به انرژی حاصل از مولفه دورانی جهت محاسبه جابجائی هدف در نظر گرفته می شود. علاوه بر این در مطالعات عددی توانائی روش پیشنهاد شده در رابطه با پیشگوئی پاسخ لرزه ای سازه های نامتقارن تحت اثر زلزله هایی با خصوصیات تکتونیکی مختلف بررسی شده است. یکی دیگر از روشهای متداول برآورد نیروی زلزله که در اغلب آیین نامه های ساختمانی مورد استفاده قرار گرفته، روش تحلیل استاتیکی معادل می باشد. بطوریکه، با رعایت یکسری محدودیتها و احتساب خروج از مرکزیت طرح، در تحلیل سازه های نامتقارن نیز مورد استفاده قرار گرفته است. معمولاً آیین نامه ها، خروج از مرکزیت طرح سازه های ساختمانی را بصورت عبارت ساده شده ای از فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی ارائه کرده اند. مطالعه رفتار غیرخطی سازه های نامتقارن نشان داده، که علاوه بر فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی، فاصله بین مرکز جرم و مرکز مقاومت نیز میبایست در حین طراحی سازه های نامتقارن مورد توجه قرار گیرد. از سوی دیگر وقتی که، نسبت فرکانس مود پیچشی به فرکانس انتقالی تغییر می کند، پیش بینی رفتار سیستم با خروج از مرکزیتی که آیین نامه ها جهت تحلیل استاتیکی معادل ارائه می نمایند، با خطای زیادی توأم است. از اینرو، در این رساله روشی جهت پیشگوئی مناسب خروج از مرکزیت معادل استاتیکی سازه ها ارائه شده است. که روش فوق بخصوص در سازه های نامتقارن از نوع پیچشی نرم در مقایسه با پیشنهادات آیین نامه ها از دقت بالائی برخوردار است. بدنبال آن روش فوق برای تحلیل غیرخطی استاتیکی معادل با بهنگام کردن خروج از مرکزیت در هر مرحله از تحلیل، توسعه داده شده است. در بخش دیگری از رساله، آثار زلزله های مختلف با توجه به خصوصیات تکتونیکی آنها بر رفتار لرزه ای سازه های نامتقارن مورد بحث قرار گرفته است. بدین منظور، سه گروه 7 تائی از رکوردهای ثبت شده بترتیب مربوط به زلزله های دور گسل، نزدیک گسل از نوع ضربان امتداد جلو و نزدیک گسل با خصوصیت پله ضربه انتخاب شده است.