توسعۀ‌ یک مدل تحلیلی تغییر مکان کنترل برای رفتار چرخه‌ای سازه‌ها با در نظر گرفتن اثرات باریک‌شدگی، کاهش سختی، کاهش مقاومت و لغزش

Abstract

ارزیابی و ارائۀ مدل‌های تحلیلی مناسب برای بررسی و پیش‌بینی رفتار چرخه‌ای سازه‌ها همواره مورد توجه محققان و طراحان سازه بوده است. در این مقاله یک مدل تحلیلی برای نشان دادن رفتار چرخه‌ای سازه‌ها با در نظر گرفتن اثرات کاهندگی شامل باریک‌شدگی، کاهش سختی، کاهش مقاومت و لغزش معرفی شده است. این مدل بر مبنای مدل مستقل می‌باشد، به‌طوری‌که اثر لغزش نیز مورد توجه قرار گرفته است. این مدل براساس یک سیستم تک‌درجه آزادی، چنددرجه آزادی-چندخطی و نیز توسعۀ معادلات دیفرانسیل مشتقات جزئی مرتبط بیان می‌شود. مدل پیشنهادی مشخصات اصلی سیکل‌های چرخه‌ای را با استفاده از پارامتر‌های قابل اندازه‌گیری سازه از طریق آزمایش، نشان می‌دهد. از آن‌جا که معمولاً آزمایشهای رفتار لرزه‌ای صورت‌گرفته بر روی قاب‌های سازه‌ای توسط محققان، به‌صورت تغیییر مکان–کنترل میباشند، لذا برای تطبیق مناسب نتایج تحلیلی با نتایج آزمایشگاهی، مدل ارائه‌شده به‌صورت تغییر مکان–کنترل نیز توسعه داده شده است. این مدل برای ترکیبات سازه‌ای مختلف با انواع مصالح مختلف از جمله فولاد، بتن و... استفاده می‌گردد. رژیم بارگذاری چرخه ای اعمال شده به مدل براساس روش B استاندارد ASTM E2126-07 می باشد. به‌منظور بهتر نشان دادن عوامل کاهندگی بر رفتار چرخهای سازه و ارزیابی عملکرد مدل ارائه‌شده، مثال‌های متعددی از یک سیستم سازه‌ای ارائه گردیده است. نتایج حاصل، نشا‌ن‌دهندۀ اثر قابل ملاحظۀ هر یک از اثرات کاهندگی بر پاسخ چرخه‌ای انواع سیستم‌های ساز‌ه‌ای می‌باشد. هم‌چنین نشان داده شده مدل اصلاح‌شدۀ تغییر مکان کنترل، تطبیق بهتری با نتایج حاصل از آزمایش‌های تجربی دارد.