استفاده از روش انرژی جهت تهیه ی طیف ظرفیت در روش پوش اُور

در تحقیقات حاضر به منظور بررسی دقت و کارایی روش طیف ظرفیت بر مبنای انرژی در سازه های بتنی، سازه هایی بتنی از سه خانواده ی مختلف با تعداد طبقات 3، 9 و 20 تحت تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی تحت هفت شتاب نگاشت قرار گرفته و نتایج حاصل به عنوان نتایج دقیق و به عنوان شاخص مقایسه درنظر گرفته شد. در ادامه مدل ها تحت روش های مختلف تحلیل استاتیکی غیر خطی با الگوهای مختلف توزیع بار قرار گرفت و سپس در هر یک از این روش ها نتایج (جابجایی نسبی طبقات و جابجایی طبقات) حاصل از تحلیل بار افزون را که با توجه به دو مفهوم جداگانه ی طیف ظرفیت بر اساس مفهوم جابجایی بام (روش مرسوم) و طیف ظرفیت بر مبنای انرژی به دست آمده بود با یکدیگر و با نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی، که به عنوان مبنا در نظر گرفته شده بود، بوسیله ی شاخص خطای استاندارد مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت و نتایج زیر حاصل گردید: 1) نتایج مربوط به جابجایی نسبی طبقات برای روش تحلیل بار افزون با توزیع بارجانبی یکنواخت بر اساس مفهوم انرژی در مقایسه با روش تحلیل بار افزون با توزیع بارجانبی یکنواخت بر اساس مفهوم جابجایی بام ، به طور کل خطای کمتری را نشان می دهد که البته این نتایج در مورد ساختمان کوتاه مرتبه چندان صدق نمی کند. نتایج مربوط به جابجایی طبقات برای روش تحلیل بار افزون با توزیع بارجانبی یکنواخت بر اساس مفهوم انرژی در مقایسه با روش تحلیل بار افزون با توزیع بارجانبی یکنواخت بر اساس مفهوم جابجایی بام در سازه ی کوتاه دارای خطای بیشتر در سازه ی میان مرتبه تقریباً برابر و در سازه ی بلند مرتبه دارای خطای کمتری می باشد. 2) نتایج مربوط به جابجایی نسبی طبقات برای روش تحلیل بار افزون با توزیع بارجانبی مثلثی بر اساس مفهوم انرژی در مقایسه با روش تحلیل بار افزون با توزیع بارجانبی مثلثی بر اساس مفهوم جابجایی بام دارای خطای کمتری می باشد که البته این نتایج در مورد ساختمان کوتاه مرتبه خطای نزدیک به هم را نشان می دهد. نتایج مربوط به جابجایی طبقات برای روش تحلیل بار افزون با توزیع بار جانبی مثلثی بر اساس مفهوم انرژی در مقایسه با روش تحلیل بار افزون با توزیع بارجانبی مثلثی بر اساس مفهوم جابجایی بام تفاوت خطای چندانی ندارد که در این مورد نیز ساختمان کوتاه مرتبه مستثنی می باشد و در سازه ی بلند مرتبه خطای کمتری را نشان می دهد. 3) نتایج مربوط به جابجایی نسبی طبقات برای روش تحلیل بار افزون متناسب با شکل مود اول بر اساس مفهوم انرژی در مقایسه با روش تحلیل بار افزون متناسب با شکل مود اول بر اساس مفهوم جابجایی بام دارای خطای نسبتاً کمتری می باشد. البته در کل تفاوت چندان زیادی بین نتایج مربوط به جابجایی نسبی طبقات این دو روش مشاهده نمی شود که احتمالاً به این دلیل است که در روش تحلیل بار افزون بر اساس مود اول جابجایی بام تا حدود زیادی متناسب با جابجایی سایر طبقات می باشد ولی نتایج مربوط به جابجایی طبقات برای روش تحلیل بار افزون مود اول بر اساس مفهوم انرژی در مقایسه با روش تحلیل بار-افزون مود اول بر اساس مفهوم جابجایی بام دارای خطای نسبتاً کمتری می باشد ولی در این جا هم ساختمان کوتاه مرتبه در هر دو مورد مستثنی می باشد. 4) نتایج مربوط به جابجایی نسبی طبقات و جابجایی طبقات برای روش تحلیل بارافزونی مودال با یک بار اجرا بر اساس مفهوم انرژی در هر دو مورد بهتر از این روش بر اساس مفهوم جابجایی بام است. از آن-جایی که کارایی اصلی روش مبتنی بر انرژی در روش های تحلیل بارافزونی است که در آن ها الگوی بار جانبی به گونه ای است که جابجایی بام متناسب با جابجایی سایر طبقات نیست، لذا نتایج حاصل از روش تحلیل بارافزون مودال با یک بار اجرا بر اساس مفهوم انرژی دقیق تر از همین روش بر اساس مفهوم جابجایی بام می باشد. در این جا هم ساختمان کوتاه مرتبه در هر دو مورد مستثنی می باشد. 5) نتایج مربوط به جابجایی نسبی طبقات و جابجایی طبقات برای روش تحلیل بار افزون مودال با چند بار اجرا بر اساس مفهوم انرژی در سازه ی بلند مرتبه دارای خطای کمتری از این روش بر اساس مفهوم جابجایی بام است که البته در سازه ی میان مرتبه این دو روش تفاوت چندانی را نشان نمی دهند و باز هم در این مورد ساختمان کوتاه مرتبه مستثنی می باشد اما اختلاف دو روش در ساختمان کوتاه مرتبه کم و در حد ناچیزی بوده و با توجه به محدودیت ها و مشکلاتی هم چون برگشت منحنی بارافزون با افزایش مقدار برش پایه، استفاده از روش تحلیل بارافزون مودال بر اساس مفهوم انرژی در مقایسه با روش تحلیل بار افزون مودال بر اساس مفهوم جابجایی بام اولویت بیشتری دارد. 6) با استفاده از روش مبتنی بر انرژی شبهات موجود بر سر انتخاب مرکز جرم بام در سازه های بلند و میان مرتبه به عنوان نقطه کنترل تغییر مکان بر طرف شده است و این امر کارایی روش مبتنی بر انرژی را نشان می دهد که در مقایسه با روش متداول (بر اساس جابجایی بام) مناسب تر می باشد و از طرفی با مقایسه نتایج انواع روش های تحلیل بار افزون مورد بررسی در این تحقیق مشاهده گردید که نتایج حاصل از هر یک از روش های تحلیل بار افزون مورد نظر بر اساس مفهوم انرژی به طور کل از دقت بیشتری در مقایسه با روش تحلیل بار افزون مورد نظر بر اساس جابجایی بام برخوردار می باشد. بنابر این با توجه به این مطلب که روش مبتنی بر انرژی از تئوری قوی تری نسبت به روش متداول (بر اساس جابجایی بام) برخوردار می باشد می توان ادعا کرد که استفاده از روش مبتنی بر انرژی هم از لحاظ کارایی و هم از لحاظ دقت در تخمین نتایج تحلیل بار افزون نسبت به روش متداول ( بر اساس جابجایی بام ) برتری دارد. 7) با توجه به نتایج حاصله به نظر می رسد هر چه به ارتفاع ساختمان اضافه می گردد دقت روش مبتنی بر انرژی نسبت به روش متداول (بر اساس جابجایی بام) نیز بیشتر شده و از آن پیشی می گیرد که با توجه به این که در سازه های بلند مرتبه طراحی بر اساس عملکرد مهم تر و حساس تر می باشد این موضوع اهمیت بیشتری پیدا می کند. 8) خارج از بحث روش مبتنی بر انرژی و روش متداول در بین روش های بررسی شده به طور کل روش تحلیل بارافزون چند بار اجرا از دقت به مراتب بهتری برخوردار است و این قضیه خود را در سازه-های بلند مرتبه که مودهای بالاتر تأثیر غیر قابل توجهی دارند بیش از پیش به چشم می آید. هم چنین نکته ی دیگر این که در بسیاری از موارد نتایج تحلیل بارافزون با توزیع بارجانبی مثلثی و تحلیل بارافزون با توزیع بارجانبی متناسب با مود اول مشابهت زیادی به یکدیگر داشته و به هم نزدیک می باشند که با توجه به شکل مود نخست که غالباً بسیار نزدیک به مثلث است پیش بینی می شد که چنین شود.