تفاوت روش CQC و SRSS در تحلیل دینامیکی طیفی

در آنالیز طیفی، پاسخ نهایی سازه با استفاده از ترکیب مودهای مختلف آن بدست آورده می شود.  در واقع پاسخ سازه به صورت ترکیبی از شکل‌های مودی مختلف است. برای هر مود در نظر گرفته شده، بر اساس فرکانس و جرم مودی، پاسخ آن مود از طیف طراحی استخراج شده و سپس با پاسخ مودهای دیگر ترکیب می شود تا پاسخ کلی سازه را نتیجه دهند. فرض کنید می خواهیم دو مود را در آنالیز طیفی با یکدیگر ترکیب نماییم، برآیند آنها به صورت زیر خواهد بود:

R^2 = R1^2 + 2*epsilon*R1*R2 + R2^2

در رابطه بالا حد نهایت پاسخ هنگامی خواهد بود که epsilon=1 باشد، این دقیقا مانند اینست که پاسخ دو مود را به طور کامل با یکدیگر جمع کنیم:

R^2 = R1^2 + 2*R1*R2 + R2^2

R = R1 + R2

که در عمل همان قدر مطلق جمع دو پاسخ فوق خواهد بود:

R = |R1| + |R2|

روند فوق یک عمل بسیار محافظه کارانه است. حال تصور کنید epsilon=0 باشد، که رابطه بیان شده را تبدیل به همان روش SRSS می کند:

R^2 = R1^2 + R2^2

R = SRSS(R1, R2)

 

از آنجایی که حاصلضرب عبارت R1*R2  در این روش صفر فرض می شود بنابراین به گونه ای از اندرکنش مودی در SRSS صرف نظر می کنیم. از طرف دیگر در روش CQC  از epsilon بین صفر و یک برای بدست آوردن پاسخ استفاده می شود یعنی پاسخی مابین روش SRSS و جمع مطلق مستقیم  بدست خواهیم آورد. در واقع روش CQC مقداری از اندرکنش مودی را برای مدهای نزدیک بهم لحاظ می کند و دلیل آن اینست که چنین مودهایی ممکن است با یکدیگر اندرکنش در فاز داشته باشند، بنابراین برای مودهای نزدیک بهم می بایست به صورت جبری (بدون استفاده از قدر مطلق) عمل نمود ، در حالیکه برای مودهای دور از هم می توان از روشی مانند SRSS استفاده کرد. بدلیل اینکه روش CQC دارای علامت جبری هستند نباید همیشه آنها را محافظه کارانه تر از SRSS در نظر گرفت بلکه بسته به علامت جبری روشهای CQC می توانند محافظه کارانه تر و یا غیر محافظه کارانه تر از SRSS باشد. بطور کلی بهتر است همیشه از روش CQC استفاده نماییم.

 

منبع: 
http://www.eureka.im/5132.html
@AlirezaeiChannel

نجلیل استاتیکی ، طیفی، دینامیکی و تاریخچه زمانی

۱-روش های خطی
-تحلیل استاتیکی معادل
-دینامیکی طیفی
-دینامیکی تاریخچه زمانی

..............................................
 تحلیل استاتیکی خطی：

فرضیات اساسی روش تحلیل استاتیکی خطی عبارتند از :

1 ـ رفتار مصالح خطی است .

2 ـ بارهای ناشی از زلزله ثابت ( استاتیکی ) است .

3 ـ کل نیروی وارد بر سازه برابر ضریبی از وزن ساختمان است .

در این روش نیروی جانبی ناشی از زلزله طوری انتخاب می شود که برش پایه حاصل از آن برابر نیروی برش پایه مطابق روابط آیین نامه شود. مقدار برش پایه در این روش چنان انتخاب شده است که حداکثر تغییر شکل سازه با آنچه که در زلزله سطح خطر مورد نظر پیش بینی می شود مطابقت داشته باشد. چنانچه تحت اثر بار وارده، سازه به طور خطی رفتار کند، نیروهای بدست آمده برای اعضای سازه نیز نزدیک به مقادیر پیش بینی شده هنگام زلزله خواهند بود، ولی اگر سازه رفتار غیر خطی داشته باشد، نیروهای محاسبه شده از این طریق بیش از مقادیرجاری شدن مصالح خواهند بود.  به همین جهت هنگام بررسی معیارهای پذیرش نتایج حاصل از تحلیل خطی برای سازه هایی که هنگام زلزله رفتار غیر خطی دارند، اصلاح می گردد.

 

---

 

 تحلیل دینامیکی خطی：

تحلیل دینامیکی خطی می تواند به دو روش طیفی یا تاریخچه زمانی انجام شود. فرضیات خاص این روش در محدوده رفتار خطی عبارتند از :

1 ـ رفتار سازه را می توان بصورت ترکیبی خطی از حالت های مودهای ارتعاشی مختلف سازه که مستقل از یکدیگرند محاسبه نمود .

2 ـ زمان تناوب ارتعاشات سازه در هر مود در طول زلزله ثابت است .

در این روش ، مشابه روش تحلیل استاتیکی خطی، پاسخ سازه در زلزله سطح خطر مورد نظر در ضرایبی ضرب می شود تا حداکثر تغییر شکل سازه با آنچه که در زلزله پیش بینی می شود مطابقت داشته باشد. به همین علت نیروهای داخلی در سازه های شکل پذیر که در هنگام زلزله رفتار غیر خطی خواهند داشت بزرگتر از نیروهای قابل تحمل درسازه برآورد می شوند. به همین جهت هنگام بررسی معیارهای  پذیرش در نتایج حاصل از تحلیل خطی برای سازه هایی که هنگام زلزله رفتار غیر خطی دارند، اصلاح می گردد.  

 

---

 

روش تحلیل طیفی：

تعداد مودهای ارتعاشی در تحلیل طیفی چنان باید انتخاب شود که جمع درصد مشارکت جرم مؤثر برای هر امتداد تحریک زلزله در مودهای انتخاب شده حداقل 90% باشد . بعلاوه در هر امتداد، حداقل باید سه مود اول نوسان و حداقل تمام مودهایی که دارای زمان تناوب بیش از 4% ثانیه هستند در نظر گرفته شوند . طیف طرح مورد استفاده در این روش باید مطابق آیین نامه انتخاب شود .

نتایج حاصل از هر مود نوسان باید با روشهای آماری شناخته شده مانند جذر مربعات  SRSSروش ترکیب مربعی کامل (CQC) و یا روش‌های دقیق‌تر که اندرکنش بین مودها را دقیقتر درنظر می گیرد، انجام شود.

اثر زلزله در امتداد عمود بر امتداد مورد نظر در صورت لزوم باید در نظر گرفته شود .

 

---

 

 روش تحلیل تاریخچه زمانی：

در تحلیل تاریخچه زمانی ، پاسخ سازه با استفاده از روابط دینامیکی در گام های زمانی کوتاه محاسبه می شود. در این روش باید پاسخ سازه تحت تحریک شتاب زمین بر اساس حداقل سه شتاب نگاشت محاسبه شود. چنانچه کمتر از هفت شتابنگاشت برای تحلیل انتخاب شود باید بیشینه اثر آنها برای کنترل تغییر شکل‌ها و نیروهای داخلی منظور شود. چنانچه از هفت شتابنگاشت یا بیشتر استفاده شود می توان مقدار متوسط اثر آن‌ها را برای کنترل تغییر شکل‌ها و نیروهای داخلی در نظر گرفت.

هم پایه سازی برش پایه در تحلیل طیفی

طبق بند 3-4-1-4 استاندارد 2800، در مواردی که برش پایه طیفی کمتر از استاتیکی شود، باید بازتاب های سازه (مثل لنگرها، برش ها و ...) به نسبت برش پایه استاتیکی (که بیشتر است) به دینامیکی (که کمتر است) افزایش داده شود. اگر برش پایه دینامیکی بیشتر شد (که اغلب این مورد اتفاق نمی افتد مگر اینکه سازه را زیادی سخت مدل کرده باشید) بایستی ضریب مقیاس دینامیکی همان AI/R باشد.

انواع تحلیل های غیر خطی

      به طور کلی برای سیستم هایی که انتظار می رود رفتار غیر خطی داشته باشند نیروها و تغییر شکل ها را می توان با استفاده از تحلیل های زیر به دست آورد: 

 

الف) تحلیل های دقیق

 -  تحلیل تاریخچه زمانی RHA               -  تحلیل دینامیکی افزایشی IDA

 

ب) تحلیل های ساده شده

   -تحلیل دینامیکی با استفاده از طیف پاسخ غیر خطیRSA    

 

  - تحلیل استاتیکی غیر خطیNSP

 

ج) تحلیل های تقریبی

مانند روش استاتیکی معادل که با در نظر گرفتن ضریب رفتار می توان به صورت تقریبی اثر رفتار غیر خطی را وارد نمود

اختلاف زیاد بین برش پایه استاتیکی و طیفی

من تو یک پروژه ای تحلیل طیفی انجام دادم منتها بین برش پایه استاتیکی و طیفی اختلاف خیلی زیادی وجود داره، میشه گفت بیش از 100 برابره
آیا اشکالی داره یا با همین نتایج عملیات همپایه سازی انجام بدم؟

 

اگر طیف بی بعد شده B را از مسیر Define menu > Functions > Response Spectrum تعریف نموده‌اید و سپس اقدام به تعریف حالت بار طیفی با ضریب مقیاس AI/R کرده‌اید، نبایستی پراکندگی زیادی با برش پایه استاتیکی ایجاد شود. اگر 100 برابر برش‌های پایه استاتیکی و دینامیکی با هم اختلاف دارند، به احتمال زیاد خطای عددی یا خطای مدلسازی دارید و موارد زیر را کنترل نمایید:
1- کنترل کنید که تعداد مودهای نوسانی در نظر گرفته شده حداقل 90% جرم را جذب کرده باشد. در مواردی که تغییرات زیاد سختی در ارتفاع داشته باشید (مثل حالتی که در طبقاتی دیوار حائل وجود داشته باشد) نیاز به مودهای نوسانی زیادتری از حالات معمول داریم. برای تعریف مودهای ارتعاشی باید از مسیر Define menu > Modal Cases اقدام نمایید.
2- کنترل کنید که ضریب مقیاس را درست وارد کرده باشد و حتما آن را براساس واحد برنامه وارد نمایید. مثلا ممکن است که واحد شتاب برنامه mm/sec^2 بوده و شما مقدار g (شتاب ثقل) را بر اساس واحد m/sec^2 برابر 9.81 وارد کرده باشد که در این حالات 1000 برابر ضریب مقیاس کم بدست می‌آید و یا مثلا ضریب مقیاس بر اساس cm/sec^2 بوده و شما آن را 9.81 وارد کرده‌اید که ضریب مقیاس 100 برابر کمتر حاصل می‌شود.
3- ناپایداری‌های سازه را بررسی کنید. سازه نباید در بخشی از آن دارای سختی ناچیز باشد.
4- جرم سازه را کنترل کنید.

 

منبع:@AlirezaeiChannel

 

سوال و جواب طراحی سازه Etabs

در مورد فلسفه ی اینکه برای طراحی تیر مهاربند واگرا باید کف متصل به تیر دهانه مهاربندی رو از دیافراگم خارج کرد یه توضیح میدید لطفا .
البته در این حد میدونم که باید نیروی محوری توی تیر در نظر گرفته بشه ولی در مورد علت این موضوع که چرا باید نیروی محوری در تیر وجود داشته باشه اطلاعی ندارم.

و سوال بعدی اینکه بعد از طراحی تیر دهانه مهاربندی ، برای طراحی سایر اعضا و کنترلهای دریفت و نامنظمی و... باید مجددا کفی که از دیافراگم خارج شده بود ، دیافراگم بشه یا نه ؟

 

وجود نیروی محوری در تیر سبب کاهش ظرفیت خمشی آن می شود. عدم در نظر گرفتن نیروی محوری در تیر و طراحی آن منجر به مقطع کمتری میشود. بعد از طراحی تیر پیوند و تیر خارج از تیر پیوند، طراحی بقیه قسمت ها مهم نیست که دیافراگم داشته باشید یا خیر. بقیه قسمت ها مثل ستون ها و مهاربندها برای ظرفیت تیر پیوند (که قبلا تعیین شده) محاسبه و کنترل میشود

---

 

میخواستم بپرسم وقتی base در ارتباط با محاسبه زلزله یک طبقه بالا میاید آیا طبقه پایین در محاسبات مربوط به کنترل دریفت و .... بایستی لحاظ شود یا خیر؟

در این حالت شما احتمالا دیوار حائل داشته اید که تراز پایه را بالا آورده اید. اگر در اینجا در طبقات پایین دریفت حاکم بشود، احتمال زیاد سازه شما شرایط بالا آوردن تراز پایه را نداشته. وقتی دیوار حائل داشته باشیم سختی به میزان قابل ملاحظه ای از بخش رو سازه بیشتر است و معیار جابجایی خیلی بعید است که حاکم شود. اگرچه کنترل آن برای برای تمام طبقات لازم است.

---

 

 ضریب اضافه مقاومت ( امگا صفر ) که در جدول ضریب رفتار آئین نامه 2800 ویرایش چهارم آمده است به چه منظوری است و در کجا مورد استفاده قرار میگیرد؟؟؟

تجربه نشان داده که کلیه سازه‌ها در برابر بارهای وارده مقاومتی بیشتر از مقاومت طراحی از خود نشان می‌دهند. دلیل این امر وجود ذخیره مقاومتی قابل توجهی است که در طراحی سازه‌ها لحاظ نشده است، این مقاومت ذخیره به نام مقاومت افزون شناخته میشود و به عنوان یکی از عوامل موثر بر ضریب رفتار، بر ایمنی و اقتصاد طراحی تاثیر گذاشته است. عامل باز توزیع نیروهای داخلی را می‌توان برای کاهش نیروهای طراحی مورد استفاده قرار داد. طبق اکثر آیین‌نامه‌های مدرن طراحی سازه‌های فولادی، مقدار مقاومت #افزون برای #سیستم‌های مهاربندی (طبق مبحث دهم) برابر 2 می‌باشد (به جدول 10-3-2 مبحث دهم مراجعه نمایید). طبق فلسفه طراحی #لرزه‌ای سازه‌ها، #فیوزهای یک سازه (مکان‌هایی که قرار است جاری شده و انرژی ورودی زلزله را مستهلک کنند) بایستی ضعیف‌ترین جزء قاب باشند تا بتوانند وظیفه خود را بخوبی انجام دهند. لیکن به دلایل فراوان تمایلی به ایجاد مفصل خمیری در ستون‌ها، اتصالات و برخی نقاط دیگر سازه وجود نداریم. برای در امان ماندن ستون‌ها از جاری شدن (در صورت ایجاد مفصل خمیری در ستون‌ها به سبب نیروی محوری زیادی که دارند احتمال ناپایداری سازه و شکست ترد وجود دارد) بایستی ستون‌ها قوی‌تر از بقیه اجزا طراحی شوند. بدین منظور #آیین‌نامه‌ها بجای طراحی ستون‌ها در سطح نیروی Cs یا Cw، (نیروی تجویز شده از طرف #آیین‌نامه) آنها را برای سطح نیروی Cy طراحی می‌نمایند. بطور کلی این ضریب در نیروی زلزله طراحی اجزایی که می‌خواهیم جاری نشوند یا در آخرین مرحله جاری شوند، بکار می‌رود.
 

---

 

در صورت امکان سوالات زیر را پاسخ فرمایید.        1)مطابق کدام بند آیین نامه جهت کنترل دریفت بایدAJ (ضریب بزرگ نمایی)در نظر گرفته شود.2)در ETABS2015با استفاده از فایل ETABSTran2013میتوانستیم فایل های ایتبز9.7.4را باز خوانی کنیم ولی درETABS2016نمیشود.برای حل مشکل چه باید بکنیم؟

 

1- در متن 2800 گفته شده جابجایی طبقه بایستی برای نیروی زلزله طرح انجام شود. زلزله‌های دارای خروج از مرکزیت هم جزو این حالات باز زلزله طرح هستند.

 

 

---

 آیا لازم است، تیر تقویت شده با ورق (BU I Cover Plate) را، فایل XML تعریف و معادل سازی کرد ؟

 

سلام. خیر نیازی به معادل سازی نیست. با استفاده از مسیر Define menu > Section Properties > Frame Sectio و و انتخاب BU I Cove Plate (Built-up I Section with Cover Plates) می‌توانید مقاطع پروفیل با ورق تقویتی را ایجاد نمایید. در کلیپ زیر این مورد بطور مختصر نشان داده شده است.

 

---

 

با اجازتون یک سوالی برای من بوجود آمد منظور از فروشگاه های کوچک و خرده فروشی با فروشگاه های عمده فروشی که در جدول 6-5-1 (حداقل بارهای زنده) مبحث ۶ عنوان شده چیست؟ فروشگاه عمده فروشی چه شاخصه ای در زمان انتخاب بار زنده نسبت به فروشگاه خرده فروشی دارد مثلا کارفرما ها با دید ساخت ساختمان تجاری می آیند و نسبت به خرده فروشی و عمده فروشی دیدی ندارند و تفاوتی احساس نمی کنند، ممنون می شم راهنماییم فرمایید

 

عمده‌فروشی(Wholesale) جایی است که فروش کالا یا اجناس به خرده‌فروشان، کاربران صنعتی، بازرگانی یا دیگر کاسبان حرفه‌ای، یا به دیگر عمده‌فروشان و خدمات مرتبط است. بطور کلی، عمده‌فروشی، فروش کالا به هر کس و به هر مقدار به استثنای مصرف‌کننده نهایی می‌باشد. خرده‌فروشی (Retail) شامل فروش کالاها و اجناس فیزیکی برای مصرف مستقیم توسط خریدار است که از محلی معین، همچون فروشگاه یا مرکز خرید، در قالب بخش‌های کوچک یا منفرد تهیه شده باشد. اکثر سازه‌های تجاری در رده خرده فروشی قرار دارند. برای توجیه بیشتر به عکس‌های زیر توجه شود.

---

سلام مهندس. وقت شما بخیر. دو تا سوال داشتم که ممنون میشم پاسخ بدید.
1-اگر قرار باشه  یک سازه فولادی به روش LRFD و تحلیل دینامیکی طیفی طراحی کنیم
حتما باید در طراحی از ترکیبات بار دینامیکی سازه فولادی به روشLRFD استفاده کنیم؟؟؟ اگر در این روش
علاوه بر ترکیبات دینامیکی ترکیبات استاتیکی هم باشه مشکلی وجود داره؟؟؟
2-ایا در روش سازه فولادی به روش LRFD بارهای ناشاقولی با علامت مثبت و منفی هم باید حضور داشته باشن؟؟؟
چون عنوان میشه طراحی دینامیکی ماهیت رفت و برگشتی داره این سوال رو پرسیدم.

 

فرقی ندارد که سازه را به چه روشی (LRFD یا ASD) طراحی میکنید. اگر نیاز به تحلیل دینامیکی دارد، در طراحی دیگه نیازی به اضافه کردن حالات بار استاتیکی (به غیر از ترکیب بارهای ثقلی) نیست. زیرا توزیع بار زلزله دینامیکی دقیقتر بوده و همپایه سازی نیز با برش پایه استاتیکی نیز صورت خواهد گرفت. اضافه کردن ترکیب بارهای شامل بار زلزله استاتیکی ممکن سبب طراحی محافظه کارانه گردد.
بارهای ناشاقولی باید هم علاومت در یک ترکیب بار وارد شوند (همه یا مثبت یا منفی) تا بیشترین اثر ایجاد شود

 

 

---

برخی از اساتید و مهندسان ضریب اومگا و یا نامعینی را در ضریب زلزله ضرب میکنند این عمل درست هست ویا در loade case هم ضرب میکنند من این کارو انجام دادم برش پایه به اندازه ضریبی که اعمال کردم افزایش یافت و با توجه به اینکه اعمال ضریب نامعینی و اومگا در نرم افزار در قسمت طراحی می باشد یعنی وقتی ما در قسمت تنظیمات ایین نامه ضریب اومگا و نامعینی را اعمال میکنیم در برش پایه و نتایج تحلیل تغییری ایجاد نمیشه ودر طراحی تغییراتی ایجاد میشه این سوال برام پیش اومد که ما فقط میتونیم در ترکیبات بار اعمال کنیم این ضرایب را نه در ضریب زلزله و loade case کنیم یعنی خود نرم افزار در قسمت طراحی این ضررایب را تنظیم میکند نه در تحلیل این درست هست یا نه ؟ و توضیح کاملی در مورد این مطلب بفرمایید خیلی ممنون

 

درستش اینه که در ترکیب بارها ضرب کنید. اعمال این ضریب ها در ضریب زلزله باعث ایجاد محافظه کاری در طراحی میشود. مثلا اثرات ناشی از P-Delta که نیازی نیست در ضریب Rho ضرب شود و یا در کنترل جابجایی سازه، نیازی به اعمال ضریب نامعینی نیست.

---