۱-۳-۲- شکلپذیری (Ductility)
شکلپذیری طبق تعریف به صورت رابطه ۱-۱ ارائه می شود ]۹[ :
که در آن δy جابجایی حد تسلیم[۲۵] است و از جابجایی متناظر با نقطه تلاقی دو خط بدست می آید : (۱) خط راستی که از مبدا به نقطه متناظر Vmax ۷۵/۰روی نمودار ظرفیت رسم می شود و (۲) خط گذرا از Vmax روی نمودار پوش که موازی با محور افقی رسم می شود.
δuجابجایی نهایی [۲۶]است و عبارتست از جابجایی متناظر با مقاومت Vmax ۸۵/۰ در انتهای نمودار ظرفیت که در شکل ۱-۲ مشاهده می شود.
شکل ۱- ۲ نمودار تعیین نقاط لازم برای محاسبه شکلپذیری ]۹[
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
۱-۳-۳- شاخص آسیب
با توجه به مطالبی که قبلاً ذکر شد لازمه ارزیابی عملکرد یک سازه، داشتن توانایی تخمین آسیب است. لذا معیاری برای اندازه گیری آسیب لازم است که از آن به عنوان شاخص آسیب یاد می شود. در رابطه با یک سیستم سازهای پارامترهای پاسخ مختلفی وجود دارند که در تعیین میزان آسیب تحت اثر یک زلزله مشخص موثر میباشند. از جمله این پارامترها عبارتند از: تغییرشکل (به صورت جابجایی نسبی طبقه، یا جابجایی بیشینه و یا نسبت شکل پذیری)، سرعت نسبی، شتاب مطلق، اتلاف انرژی پلاستیک، و اتلاف انرژی هیستریستیک. شاخص های آسیب، برقرار کنندۀ روابطی تحلیلی بین پارامترهای فوق و سطح آسیب هستند. به عبارتی یک شاخص آسیب، رابطهای تحلیلی بین پاسخ بیشینه (یا تجمعیِ) عناصرِ سازهای (و یا غیر سازهای) و سطح آسیب برقرار مینماید. مقدار شاخص آسیب بین صفر تا یک تغییر می کند، که صفر نشاندهنده حالت بدون آسیب و یک نشاندهنده زوال کامل است ]۴[.
اگر بتوان محدودیتهایی برای پاسخ بیشینه و تجمعی سازه به صورت تابعی از رفتارهای مطلوب ساختمان تحت اثر سطوح مختلفی از زمین لرزهها به وسیله شاخص های آسیب برقرار نمود، امکان رسیدن به یک روش طراحی بر اساس سطح عملکرد امکان پذیر است. با مشخص شدن این محدودیتها، امکان تخمین مشخصههای مکانیکی لازم برای ساختمان جهت اینکه پاسخ ساختمان در حد این محدودیتها باقی بماند، وجود دارد.
برای طراحی شکلپذیر اعضای قابی بتنآرمه، سطح آسیب مورد نظر میباید به صورت شاخص های آسیب قابل محاسبه بیان شود. این شاخص ها باید برای مقاطع با مفصل پلاستیک، اعضای قابی، زیرمجموعههای یک قاب و قاب ساختمانی کلی تعریف شود. شاخص های آسیب، بیانی ریاضی به منظور پیش بینی حاشیه شکست برای یک سازه یا عضو سازهای تحت بارگذاری مشخص میباشند. واضح است که حاشیه بزرگتر تا شکست برای یک عضو بیانگر آسیب کمتر عضو خواهد بود، با این حال یک همبستگی منطقی بین شاخص آسیب و سطح آسیب مورد نیاز میباشد. به عبارت دیگر برای سطوح مختلف عملکرد که به نامهای “در حال بهره برداری یا فعال[۲۷]“، “بهره برداری بیدرنگ[۲۸]“، “ایمنی جانی” و “عدم فروریزی[۲۹]” شناخته شده اند، مقادیر شاخص آسیب میباید انتخاب شوند، و این انتخاب نیز بر خلاف تعیین اختیاری سطوح که در مقالات ارائه شده باید بر اساس روشهای مهندسی دقیق صورت گیرد.
در سالهای اخیر شاخص های آسیب متعددی با بهره گرفتن از معیارهای پاسخ مختلف برای مقاطع، اعضا و زیرمجموعههای سیستم سازهای تعریف شده اند. شاخص آسیب برای مقاطع اعضای بتنآرمه مبنایی است برای تعریف سطح آسیب اعضا و زیرمجموعههای یک سیستم (مانند طبقه). چون آسیبهای ناشی از شکستهای برشی-پیچشی، اثرات پلاستیک P-Δ، شکستهای پیوند و اتصالات را نمی توان با شاخص های آسیب مقطع نشان داد بنابراین میباید از چنین زوالهای تردی برای نیل به اهداف طراحی لرزهای ممانعت به عمل آید.
به عنوان نمونه میزان آسیب اعضای غیر سازهای، قویاً به جابجایی نسبی طبقهای که در آن قرار دارند وابسته است (IDI= Interstory Drift Index). به وسیله استفاده از یک شاخص پاسخ که IDI تقاضا را به میزان آسیب اعضای غیر سازهای مرتبط میسازد، میتوان مقادیر بیشینه IDI را در زمان زلزلههای مختلف طرح تنظیم کرد. در این صورت کافی است زیر هر زلزله از قبل مشخص شده، مشخصههای مکانیکی لازم برای ساختمان (که در اینجا مقاومت و سختی است) را به گونه ای تخمین زد که IDI از (IDI)max مشخص شده بیشتر نشود.
دو نوع شاخص آسیب جهت بررسی سطح عملکرد قابهای خمشی بتن آرمه مورد نیاز میباشد. یکی شاخص آسیب موضعی[۳۰] که برای اعضا و مقاطع تعریف می شود و دیگری شاخص آسیب کلی[۳۱] که برای کل قاب لازم است. ارتباط بین شاخص آسیب کلی و شاخص های آسیب موضعی از جمله مواردی است که باید مورد بررسی قرار گیرد.
در جدول ۱-۲ شاخص های آسیب موضعی به دو دسته تجمعی و غیر تجمعی تقسیم شده و چند شاخص آسیب کلی نیز معرفی شده است.
جدول ۱- ۲ بعضی از شاخص های آسیب متداول ]۱۰[
| Local damage index | ||
| Global damage index | Non-cumulative | Cumulative |
| Maximum softening (Dipasquale and Cakmak, 1988) | Ductility ratio (Newmark and Rosenblueth, 1971; Ayala and Xianguo,1995) | Normalized cumulative rotation (Banon and Veneziano, 1982) |
| Final softening (Dipasquale and Cakmak, 1988) | Interstory drift (Sozen, 1981; Roufaiel and Meyer, 1981) | Low cycle fatigue (Stephens, 1985) |
| Park-Ang damage index (Park and Ang, 1985) | Slope ratio (Toussi and Yao, 1982) | Park-Ang damage index (Park and Ang, 1985) |
| Global damage index (Chung et al., ۱۹۸۷) | Flexural damage ratio (Roufaiel and Meyer, 1981) | Energy based models (Elms et al., 1989; Kratzig et al., 1989) |
| Roufaiel-Meyer global model (Roufaiel and Meyer, 1987) | Maximum permanent drift (f and Yao, 1982; Stephens and Yao, 1987) | |
| Stiffness damage index (Ghobarah et al., 1999) |
