Abstract
This paper compares the target displacement estimate from four current nonlinear static procedures—FEMA-356 CM, ASCE- 41 CM, ATC-40 CSM, and FEMA-440 CSM—with the value derived from recorded motions of five strongly shaken reinforced concrete buildings.This comparison provides useful insight into two important questions: (1) how much does the target displacement vary among the four nonlinear static procedures? and (2) can the engineering profession “accurately” predict the response of a real building during an earthquake event using currently available modeling techniques and pushover analysis procedures? It is shown that these procedures may lead to significantly different estimates of the target displacement, particularly for short-period buildings responding in the nonlinear range. Furthermore, various nonlinear static procedures applied to nonlinear models developed using generally accepted engineering practice provide either significant over estimation or under estimation of the target roof displacement when compared to the value derived from recorded motions
چکیده
این مقاله تخمین تغییرمکان هدف حاصل شده از روش غیر خطی استاتیکی فعلی FEMA-356 CM، ASCE-41 CM، ATC-40 CSM و FEMA-440 CSM را با مقادیر استخراج شده از حرکت های ثبت شده از لرزش داده شدن با قدرت 5 ساختمان بتنی مسلح شده، مقایسه میکند. این مقایسه درک مفید در مورد دو پرسش مهم را فراهم میکند:
-در بین چهار روش استاتیکی غیر خطی تغییر مکان هدف چه مقدار تغییر میکند و
-آیا حرفۀ مهندسی میتواند "بطور دقیق" واکنش یک سازۀ واقعی را در طی یک وقوع زمین لرزه با استفاده از روش های مدل سازی فعلی و روش تحلیل بار افزاینده (پوش اُور) پیش بینی کند؟
نشان داده می شود که این روش ها ممکن است به تخمین های بطور چشمگیری متفاوت از تغییر مکان هدف منجر بشود ، بخصوص برای سازه های با زمان تناوب کوتاه که در محدودۀ غیر خطی واکنش نشان میدهند. علاوه بر این روش های مختلف استاتیکی غیر خطی اعمال شده به مدل های غیر خطی که با استفاده از عُرف مهندسی عموما پذیرفته شده ابداع شده اند یک تخمین از تغییر مکان هدف سقف را بدست میدهند که در مقام مقایسه با مقادیر بدست آمده از حرکت های ثبت شده بطور چشمگیری بالاتر یا پایین تر از مقدار واقعی است.
1-مقدمه
روش استاتیکی غیر خطی (NSP) یا تحلیل پوش اُور بطور گسترده ای برای طراحی / ارزیابی لرزه ای ساختمان ها بکار برده میشود. NSP نیازمند تحلیل پوش اُور استاتیکی غیر خطی سازۀ قرار گرفته در معرض بارهای جانبی افزایش یابنده بطور یکنواخت با توزیع مخصوص در ارتفاع تا زمانی که یک تغییر مکان هدف حاصل گردد می باشد. فرض میگردد که طراحی سازه قابل قبول باشد در صورتی که تقاضای لرزه ای ( به عنوان مثال دوران های مفصل پلاستیک، رانش ها، و غیره) در تغییر مکان هدف در محدودۀ مقادیر مجاز باشند. دو روش که برای تخمین زدن تغییر مکان هدف در NSP بطور گسترده ای مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از: (1) روش ضرایب (CM) که در سند FEMA-356 تعریف شده است [1]، و (2) روش طیف ظرفیت (CSM) که در سند ATC-40 آورده شده است [2]. روش CM یک روش اصلاح تغییر مکان ها را بکار میبرد که در آن تغییر مکان هدف با اصلاح کردن تغییر مکان الاستیک خطی با سیستم یک درجه آزادی (SDF) با چندین ضریب تجربی محاسبه میشود. سیستم SDF دارای تناوب و استهلاک برابر با مُد اساسی ساختمان اصلی است. CSM یک شکل از خطی سازی معادل است که در آن تغییر مکان هدف با ضرب کردن تغییر مکان الاستیک سیستم SDF در مُد اصلی ضریب اشتراک تخمین زده میشود...