با این حال ،کار طراحی بعدی ، همچنان روش طراحی مرسوم بر اساس مقاومت را به جای روش طراحی سیستماتیک بر اساس عملکرد دنبال می کند.
۲-۲-۲روش طراحی مستقیم بر اساس جابجایی:
طراحی مستقیم بر اساس جابجایی (Direct Displacement Based Design) در سال های اخیر که جابجایی بعنوان شاخص بهتری برای پتانسیل خسارت نسبت به نیرو شناخته شد، مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

بر خلاف روش های طراحی بر اساس نیرو ،روش طراحی مستقیم بر اساس جابجایی (DDBD) با انتخاب جابجایی های طراحی شروع می شود ،سپس ساختمان از طریق سختی موثر و میرایی در سطح جابجایی طراحی مورد نظرتوصیف می شود. بنابراین نیروی برش پایه لازم بصورت مستقیم بدست می آید.
لازم به ذکر است هنگامی که سطح میرایی فرض شده جواب گو نباشد ممکن است نیازمند به انجام سعی و خطا بشویم.
در مقایسه با روش های طراحی لرزه ای مرسوم ، روش طراحی مستقیم بر اساس جابجایی تضمین می کند که پاسخ سازه در محدوده جابجایی طراحی می باشد . همچنین این روش نتایج سازگارتری نسبت به روش های طراحی بر اساس نیرو دارد و بطور کلی نیروی طراحی را کاهش می دهد ، اما پیچیدگی این روش یک مانع جدی برای استفاده از این روش می باشد.
فصل ۳
مبانی طراحی بر اساس عملکرد پلاستیک(PBPD) برای سازه با قاب خمشی بتنی ویژه(RC SM )و عملکرد لرزه ای
۳-۱مقدمه
قاب های خمشی بتن مسلح ویژه اخیرا به طور گسترده بعنوان یک سیستم مقاوم در برابر زلزله به کار برده می شود.
با این حال خسارات سازه ای و غیر سازه ای مشاهده شده در ساختمان های بتن مسلح حکایت از شکست مودی نامطلوب دارد (مهل و مهین۱۹۹۱)، پس برای اطمینان از عملکردی مطلوب نیاز به یک روش جایگزین می باشد.
روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد یکی از روش های طراحی لرزه ای می باشد که مستقیما رفتار غیر خطی سازه را در نظر می گیرد که بعد از طراحی اولیه نیاز به تکرار (سعی و خطا ) ندارد.
انتخاب مکانیزم تسلیم مطلوب و جابجایی هدف بعنوان کلید عملکرد دارای اهمیت است . این دو پارامتر طراحی مستقیما با میزان و توزیع آسیب های سازه ای مرتبط است.
نیروی برش پایه با برابر قرار دادن کار لازم جهت هل دادن یکنواخت سازه تا رسیدن به دریفت هدف با انرژی مورد نیاز یک سازه یک درجه آزادی الاستو پلاستیک معادل برای رسیدن به حالت مشابه بدست می آید (شکل ۳-۱).
شکل ۳-۱ مفهوم PBPD [8]
همچنین ،از یک توزیع بار جانبی جدید استفاده شده است که بر مبنای توزیع نسبی برش های طبقه ماکزیمم ، بدست آمده از نتایج پاسخ دینامیکی غیر الاستیک می باشد. (چاو۲۰۰۷)
این توزیع نیروی جانبی طراحی برای اثرات مود های بالاتر بکار می رود و همچنین رفتار غیر الاستیک بهتری از توزیع نیرو طبق آیین نامه های فعلی دارد. تحلیل دینامیکی غیر خطی بر روی سازه های فولادی مختلف نشان داده که توزیع نیروی جانبی جدید منجر به ایجاد برش طبقه واقع بینانه تری می شود، همچنین باعث جابجایی یکنواخت طبقات در ارتفاع سازه خواهد شد.
سپس طراحی پلاستیک برای تعیین اعضا و اتصالات قاب برای رسیدن به مکانیزم تسلیم مورد نظر انجام می شود.
برای اطمینان از عملکرد خوب قاب خمشی بتنی ویژه (RC SMF) آقای Moehle et al (2008) سه هدف اصلی طراحی را ارائه داد:

1. 1. دستیابی به ستون قوی و تیر ضعیف که پاسخ غیر الاستیک را در چندین طبقه پخش کند

1. 1. اجتناب از شکست برشی

1. 1. ایجاد جزییاتی که در نواحی در حال تسلیم پاسخ خمشی شکل پذیر ایجاد کند

اولین هدف ایجاد ستون قوی و تیر ضعیف، با بهره گرفتن از روش PBPD از طریق مکانیزم تسلیم از پیش انتخاب شده و طراحی ستون ها بر اساس ظرفیت و در نظر گرفتن درخت کامل ستون بجای یک گره حاصل می شود. دو هدف دیگر برای رسیدن به ظرفیت شکل پذیری مورد نیاز می باشد.
۳-۲ مراحل طراحی به روشPBPD
۱-انتخاب مکانیزم تسلیم و جابجایی هدف مناسب برای سطح خطر زلزله طراحی
۲- محاسبه جابجایی تسلیم yϴ و پریود اصلی T ساختمان و توزیع مناسب نیرو های جانبی طراحی
۳- محاسبه شتاب طیف طرح مناسب Sa
۴- محاسبه نیروی برش پایه طراحی
۵- اصلاح نیروی برش پایه برای قاب های ویژه بتنی(RC SMF
۶- استفاده از متد طراحی پلاستیک جهت طراحی اعضای تسلیم شونده مانند تیر، که از آنان توقع اتلاف انرژی زلزله با عملکرد غیر الاستیکشان می رود و استفاده از روش طراحی بر اساس ظرفیت برای اعضای غیر تسلیم شونده مانند ستون.
۳-۲-۱ مکانیزم تسلیم مطلوب و جابجایی هدف
شکل ۳-۲ مکانیزم تسلیم یک قاب خمشی معمولی را تحت نیروی جانبی طراحی نشان می دهد که تا حد جابجایی هدف پلاستیک هل داده می شود ، تمامی تغییر شکل های غیر الاستیک در اعضای تسلیم شونده محدود می شوند مثل مفصل پلاستیک در تیر ها.
مفاصل پلاستیک در پای ستون ها عموما در زلزله های بزرگ تشکیل می شوند.
شکل ۳-۲ مکانیزم تسلیم مطلوب قاب خمشی [۸]
جابجایی هدف پیشنهادی برای دو سطح خطر توسط گل و چاو (۲۰۰۸) :

1. 1. %۲ جابجایی نسبی ماکزیمم طبقات برای زلزله با احتمال وقوع۱۰% در طی ۵۰ سال

(زلزله سطح خطر ۱ –DBE)

1. 1. %۳ جابجایی نسبی ماکزیمم طبقات برای زلزله با احتمال وقوع %۲ در طی ۵۰ سال

(زلزله سطح خطر ۲ –MCE)
۳-۲-۲ تعیین پریود اصلی
پریود اصلی برای سازه بتن آرمه با قاب خمشی ویژه از معادله مقابل بدست می آید.