آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله : استاندارد 2800 (ویرایش چهارم) | 4-3 روشﻫﺎی ﺗﺤﻠﻴﻞ دﻳﻨﺎمیکی خطی

روشﻫﺎی ﺗﺤﻠﻴﻞ دﻳﻨﺎمیکی خطی ﺷﺎﻣﻞ روشﻫﺎی " ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی " و " ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﺗﺎرﻳﺨﭽـﻪ زﻣﺎنی " اﻧﺪ و درﻛﺎرﺑﺮد آﻧﻬﺎ ﺑﺎﻳﺪ ﺿﻮاﺑﻂ ﺑﻨﺪﻫﺎی (3-4-1) و (3-4-2) رﻋﺎﻳـﺖ ﺷـﻮﻧﺪ.ﻛﻠﻴـﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺣﺮﻛﺖ زﻣﻴﻦ ﻧﻈﻴﺮ ﺟﺮم، ﻧﺴﺒﺖ ﺷﺘﺎب ﻣﺒﻨﺎ و ﻏﻴﺮه در اﻳـﻦ روشﻫـﺎ ﻫﻤﺎن ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻋﻨﻮان ﺷﺪه در ﺗﺤﻠﻴﻞ اﺳﺘﺎتیکی ﻣﻌﺎدل اﻧﺪ. دراﻳﻦ روشﻫﺎ رﻋﺎﻳﺖ ﺿﻮاﺑﻂ ﻣﺮﺑﻮط ﺑـﻪ ﻣﻮﺿـﻮﻋﺎت زﻳـﺮ ﻛـﻪ در روش اسـﺘﺎتیکی ﻣﻌـﺎدل ﻋﻨﻮان ﺷﺪه اﺳﺖ، ﻧﻴﺰ اﻟﺰامی اﺳﺖ:

- ﺿﺮﻳﺐ ﻧﺎمعینی ﺳﺎزه ρ، ﻣﻮﺿﻮع ﺑﻨﺪ (3-3-2) - ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎ در ﺑﺮاﺑﺮ واژﮔﻮنی ﻣﻮﺿﻮع ﺑﻨﺪ (3-3-8)

- ﻧﻴﺮوی ﻗﺎﺋﻢ زﻟﺰﻟﻪ ﻣﻮﺿﻮع ﺑﻨﺪ (3-3-9) - ﺿﺮﻳﺐ اﺿﺎﻓﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ Ω0 ﻣﻮﺿﻮع ﺑﻨﺪ (3-3-10)

1-4-3 روش ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی

1-1-4-3  در اﻳﻦ روش، اﺑﺘﺪا ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻣﻘﺎدﻳﺮ وﻳﮋه ﺑﺮ روی ﻣﺪل ﺳﺎزه ﻛﻪ ﺑـﺮ اﺳـﺎس رﻓﺘـﺎر خطی ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ، اﻧﺠﺎم ﺷﺪه و ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻣﺪﻫﺎی طبیعی ﻧﻮﺳﺎن آن ﺗﻌﻴﻴﻦ میﮔﺮدد. ﺳﭙﺲ ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﺑﺎزﺗﺎب در ﻫﺮ ﻣﺪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ زﻣﺎن ﺗﻨﺎوب آن ﻣـﺪ از ﻃﻴـﻒ ﻃـﺮح ﺑـﻪدﺳـﺖ آورده ﺷﺪه و ﺑﺎ ﺗﺮﻛﻴﺐ آﻣﺎری آﻧﻬﺎ ﺑﺎزﺗﺎب کلی ﺳﺎزه ﺗﻌﻴﻴﻦ میﮔﺮدد.

در اﻳﻦ روش ﺗﺤﻠﻴﻞ، اﻟﺰاﻣﺎت ﺑﻨﺪﻫﺎی (3-4-1-2) ﺗﺎ (3-4-1-6) ﺑﺎﻳﺪ رﻋﺎﻳﺖ ﺷﻮد.

2-1-4-3 ﺗﻌﺪاد ﻣﺪﻫﺎی ﻧﻮﺳﺎن

در ﻫﺮ ﻳﻚ از دو اﻣﺘﺪاد ﻣﺘﻌﺎﻣﺪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻤﺎم ﻣﺪﻫﺎی ﻧﻮﺳﺎن ﻛﻪ ﻣﺠﻤﻮع ﺟـﺮمﻫـﺎی ﻣﺆﺛﺮ در آﻧﻬﺎ ﺑﻴﺸﺘﺮ از 90 درﺻﺪ ﺟﺮم ﻛﻞ ﺳﺎزه اﺳﺖ، در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد.

3-1-4-3 ﺗﺮﻛﻴﺐ اﺛﺮ ﻣﺪﻫﺎ

ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﺑﺎزﺗﺎبﻫﺎی دﻳﻨﺎمیکی ﺳﺎزه در ﻫﺮ ﻣﻮد، از ﻗﺒﻴـﻞ ﻧﻴﺮوﻫـﺎی داخلی اﻋﻀـﺎ، ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﻣﻜﺎنﻫﺎ، ﻧﻴﺮوﻫﺎی ﻃﺒﻘﺎت، ﺑﺮشﻫﺎی ﻃﺒﻘﺎت و ﻋﻜـﺲاﻟﻌﻤـﻞ ﭘﺎﻳـﻪﻫـﺎ ﺑﺎﻳـﺪ ﺑـﺎ اﺳـﺘﻔﺎده از روشﻫﺎی آﻣﺎری ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه، ﻣﺎﻧﻨﺪ روش ﺟﺬر ﻣﺠﻤﻮع ﻣﺮﺑﻌﺎت و ﻳﺎ روش ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﺮبعی ﻛﺎﻣﻞ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﮔﺮدد. در ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎی ﻧﺎﻣﻨﻈﻢ در ﭘﻼن و ﻳﺎ در ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎیی ﻛﻪ ﭘـﻴﭽﺶ در آﻧﻬﺎ ﺣﺎﺋﺰ اﻫﻤﻴﺖ اﺳﺖ، روش ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﺪﻫﺎ ﺑﺎﻳﺪ در ﺑﺮﮔﻴﺮﻧﺪه اﻧﺪرﻛﻨﺶ ﻣﺪﻫﺎی ارﺗﻌﺎشی ﻧﻴﺰ ﺑﺎﺷﺪ. در اﻳﻦ ﻣﻮارد میﺗﻮان از روش ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﺮبعی ﻛﺎﻣﻞ اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد.

4-1-4-3 اﺻﻼح ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺑﺎزﺗﺎبﻫﺎ

در ﻣﻮاردی ﻛﻪ ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه از روش ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی ﻛﻤﺘﺮ از ﺑـﺮش ﭘﺎﻳـﻪ ﺗﺤﻠﻴـﻞ اﺳﺘﺎتیکی ﻣﻌﺎدل، راﺑﻄﻪ (3-1) ﺑﺎﺷﺪ، ﻣﻘﺪار ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی ﺑﺎﻳﺪ ﺑـﻪ ﻣﻘـﺎدﻳﺮ زﻳـﺮ اﻓﺰاﻳﺶ داده ﺷﺪه و ﺑﺎزﺗﺎبﻫﺎی ﺳﺎزه ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ آﻧﻬﺎ اﺻﻼح ﮔﺮدد. ﺑـﺮش ﭘﺎﻳـﻪ اﺳـﺘﺎتیکی ﻣﻌﺎدل ﻋﻨﻮان ﺷﺪه در ردﻳﻒﻫﺎی زﻳﺮ، ﻣﻘﺪار ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ ﺑﺮ اﺳﺎس راﺑﻄﻪ (3-1) و ﺑﺎ اﺳـﺘﻔﺎده از ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻃﻴﻒ اﺳﺘﺎﻧﺪارد اﺳﺖ.

اﻟﻒ- در ﺳﺎزهﻫﺎی ﻧﺎﻣﻨﻈﻢ، ﻛﻪ ﻧﺎمنظمی در آﻧﻬﺎ از ﻧﻮع " ﻃﺒﻘﻪ ﺧﻴﻠﻲ ﺿﻌﻴﻒ " ﻳﺎ " ﻃﺒﻘﻪ ﺧﻴﻠﻲ ﻧﺮم " ﻳﺎ " ﭘﻴﭽﺸﻲ ﺷﺪﻳﺪ " ﻧﺒﺎﺷﺪ، ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺑﺎزﺗـﺎبﻫـﺎ ﺑﺎﻳـﺪ در 90 درﺻـﺪ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ اﺳﺘﺎتیکی ﻣﻌﺎدل ﺑﻪ ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪه از ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی ﺿـﺮب ﺷـﻮﻧﺪ. ولی در ﺳﺎزهﻫﺎی ﻧﺎمنظمی ﻛﻪ ﻧﺎمنظمی آﻧﻬﺎ ﻣﺸﻤﻮل ﻣﻮارد ﻓﻮق اﻟـﺬﻛﺮ ﺑﺎﺷـﺪ، ﻣﻘـﺎدﻳﺮ ﺑﺎزﺗﺎبﻫﺎ ﺑﺎﻳﺪ در ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ اﺳﺘﺎتیکی ﻣﻌﺎدل ﺑﻪ ﺑﺮش ﺑﻪدﺳـﺖ آﻣـﺪه از ﺗﺤﻠﻴـﻞ طیفی ﺿﺮب ﺷﻮد.

ب- در ﺳﺎزهﻫﺎی ﻣﻨﻈﻢ، ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺑﺎزﺗﺎبﻫﺎ ﺑﺎﻳﺪ در 85 درﺻﺪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ اﺳﺘﺎتیکی ﻣﻌﺎدل ﺑﻪ ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪه از ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی ﺿﺮب ﺷﻮد. 

ﺗﺒﺼﺮه: ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺑﺮش ﭘﺎیه ﺗﻌﺪﻳﻞ ﺷﺪه در ﺑﻨﺪﻫﺎی اﻟﻒ و ب ﻧﺒﺎﻳﺪ از ﺑﺮش ﭘﺎﻳﻪ ﺑـﻪدﺳـﺖ آﻣﺪه از ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی ﻛﻤﺘﺮ درﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد.

5-1-4-3 اﺛﺮ ﭘﻴﭽﺶ

در روش ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی ﺑﺎﻳﺪ اﺛﺮ ﭘﻴﭽﺶ و ﭘﻴﭽﺶ اﺗﻔﺎقی را ﻣﺸـﺎﺑﻪ ﺿـﺎبطه ﺑﻨـﺪ (7-3-3) ﻣﻨﻈﻮر ﻧﻤﻮد. در ﻣﻮاردی ﻛﻪ از ﻣﺪلﻫﺎی ﺳﻪﺑﻌﺪی ﺑﺮای آﻧﺎﻟﻴﺰ ﺳﺎزه اﺳﺘﻔﺎده میﺷـﻮد، اﺛـﺮ ﭘﻴﭽﺶ اﺗﻔﺎقی را میﺗﻮان ﺑﺎ ﺟﺎﺑﺠﺎ ﻛﺮدن ﻣﺮﻛﺰ ﺟﺮم ﻃﺒﻘﻪ ﺑﻪ اﻧﺪازه ﺑﺮونﻣﺮﻛـﺰی اﺗﻔـﺎقی ﻣﻨﻈﻮر ﻧﻤﻮد.

6-1-4-3 روش ﺗﺤﻠﻴﻞ در ﺳﻴﺴﺘﻢ دوﮔﺎﻧﻪ و ﻳﺎ ﺗﺮکیبی

در ﻣﻮاردی ﻛﻪ ﺑﺮای ﺗﺤﻤﻞ ﺑﺎر ﺟﺎنبی زﻟﺰﻟﻪ از ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺳﺎزهای دوﮔﺎﻧﻪ و ﻳﺎ ﺗﺮکیبی اﺳـﺘﻔﺎده میﺷﻮد، ﺑﺮای اﻗﻨـﺎع ﺿـﺎبطه ﺑﻨـﺪ (1-8-4-پ) ﺑﺎﻳـﺪ 25 درﺻـﺪ و 50 درﺻـﺪ ﺑـﺮش ﭘﺎﻳـﻪ ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪه از ﺗﺤﻠﻴﻞ طیفی را ﺑﻪ ﻗﺎبﻫﺎي خمشی، ﻣﻬﺎرﺑﻨﺪی ﻫﺎ و ﻳﺎ دﻳﻮارﻫﺎی ﺑﺮشی اﺛـﺮ داد و اﻃﻤﻴﻨﺎن ﺣﺎﺻﻞ ﻛﺮد ﻛﻪ ﻫﺮ ﻳﻚ از آﻧﻬﺎ ﻗﺎدر ﺑﻪ ﺗﺤﻤﻞ اﻳﻦ ﺑﺎر میﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺑﺮای ﺗﻮزﻳـﻊ اﻳﻦ ﺑﺮش در ارﺗﻔﺎع ﺳﺎزه میﺗﻮان از ﺗﻮزﻳﻊ ﺑﺮش ﺑـﻪدﺳـﺖ آﻣـﺪه از ﺗﺤﻠﻴـﻞ طیفی و ﻳـﺎ از ﺗﻮزﻳﻊ ﺑﺮش روش ﺗﺤﻠﻴﻞ اﺳﺘﺎتیکی ﻣﻌﺎدل، ﺑﻨﺪ (3-3-6) اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد.

2-4-3 روش ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺗﺎرﻳﺨﭽﻪ زﻣﺎﻧﻲ

1-2-4-3 در اﻳﻦ روش، ﺗﺤﻠﻴﻞ دﻳﻨﺎمیکی ﺳﺎزه ﺑﺎ اﺛﺮ دادن ﺷﺘﺎب زﻣﻴﻦ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺗـﺎبعی از زﻣﺎن، در ﺗﺮاز ﭘﺎﻳﻪ و ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت ﭘﺎﺳﺦ ﻣﺪل رﻳﺎضی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﺎ ﻓﺮض رﻓﺘﺎر خطی اﻧﺠـﺎم میﺷﻮد. در اﻳﻦ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻧﺴﺒﺖ ﻣﻴﺮایی را ﻣﻲﺗﻮان 5 درﺻﺪ ﻣﻨﻈﻮر ﻛـﺮد، ﻣﮕـﺮ آﻧﻜـﻪ ﺑﺘـﻮان ﻧﺸــﺎن داد ﻣﻘــﺪار دﻳﮕــﺮی ﺑــﺮای ﺳــﺎزه ﻣﻨﺎﺳــﺐ ﺗــﺮ اﺳــﺖ. ﺷــﺘﺎب زﻣــﻴﻦ ﺑﺮاﺳــﺎس ﺷﺘﺎب ﻧﮕﺎﺷﺖ ﻫﺎیی ﻛﻪ ﺑﺎ ﺷﺮاﻳﻂ ﻳﺎد ﺷﺪه در ﺑﻨﺪ (3-5-2) ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه اﻧﺪ، ﺗﻌﻴﻴﻦ میﺷـﻮد.

ﻫﺮ زوج ﺷﺘﺎب ﻧﮕﺎﺷﺖ ﻋﻨﻮان ﺷﺪه در آن ﺑﻨﺪ ﻫﻢ زﻣﺎن در دو ﺟﻬﺖ ﻋﻤـﻮد ﺑـﺮ ﻳﻜـﺪﻳﮕﺮ، در اﻣﺘﺪادﻫﺎی اصلی ﺳﺎزه، ﺑﻪ آن اﺛﺮ داده ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ و ﺑﺎزﺗﺎبﻫـﺎي ﺳـﺎزه ﺑـﻪ ﺻـﻮرت ﺗـﺎبعی از زﻣﺎن ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻲﮔﺮدﻧﺪ. ﺑﺎزﺗﺎب ﻧﻬﺎیی ﺳﺎزه ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﺑﺎزﺗـﺎبﻫـﺎی ﺑـﻪدﺳـﺖ آﻣـﺪه از ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺑﺎ ﺳﻪ زوج ﺷﺘﺎبﻧﮕﺎﺷﺖ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ میﺑﺎﺷﺪ. در اﻳﻦ روش ﺗﺤﻠﻴﻞ، میﺗﻮان ﺑﻪﺟﺎی ﺳﻪ زوج ﺷﺘﺎب ﻧﮕﺎﺷﺖ ﻋﻨﻮان ﺷﺪه در ﺑﻨـﺪ (2-5-3) ﻫﻔﺖ زوج ﺷﺘﺎب ﻧﮕﺎﺷﺖ ﺑﺎ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻋﻨﻮان ﺷـﺪه در آن ﺑﻨـﺪ را ﺑـﻪﻛـﺎر ﮔﺮﻓـﺖ و ﻣﻘـﺪار ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺑﻴﺸﻴﻨﻪ ﺑﺎزﺗﺎبﻫﺎی ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪه از آﻧﻬﺎ را ﺑﺎزﺗﺎب ﻧﻬﺎیی تلقی ﻛﺮد.

2-2-4-3 اﺻﻼح ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺑﺎزﺗﺎبﻫﺎ

پس از انجام تحلیل برای زوج شتاب نگاشت i ، مقدار حداکثر برش پایه Vi ، تلاش اعضا QEi و جابجایی نسبی طبقات Δi در هر طبقه تعیین خواهد شد. در ضورتی که مقدار حداکثر برش پایه حاصل از تحلیل ، Vi کمتر از مقدار برش پایه استاتیکی معادل Vu باشد ، تلاش های اعضا ، QEi و جابجایی نسبی طبقات Δi باید مجددا در نسبت Vu/Vi نیر ضرب شوند .

اگر سه زوج شتاب نگاشت برای تحلیل مورد استفاده قرار گیرد ، تلاش طراحی اعضا و جابجایی نسبی طراحی طبقات باید برابر با ماکزیمم مقادیر QEi و Δi حاصل از تحلیل ها در نظر گرفته شوند .

اگر از حداقل 7 شتاب نگاشت برای تحلیل استفاده شود ، تلاش طراحی اعضا و جابجایی نسبی طراحی طبقات را می توان به ترتیب برابر با مقدار متوسط مقادیر QEi و Δi حاصل از تحلیل ها در نظر گرفت .

3-2-4-3 در اﻳـﻦ ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﺑﺎﻳـﺪ ﺑـﺮای اﺛـﺮ ﭘـﻴﭽﺶ ﺿـﺎﺑﻄﻪ ﺑﻨـﺪ (3-4-1-5)، و ﺑـﺮای ﺳﻴﺴﺘﻢﻫـﺎی دوﮔﺎﻧـﻪ و ﻳـﺎ ﺗﺮکیبی ﺿـﺎﺑﻄﻪ ﺑﻨـﺪ (3-4-1-6) ﻣﺘﻨﺎﺳـﺐ ﺑـﺎ روش ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﺗﺎرﻳﺨﭽﻪ زﻣﺎنی رﻋﺎﻳﺖ ﮔﺮدد.