ارزیابی آسیب‌پذیری ساختمان بتن مسلح چیست؟

ایمنی لرزه‌ای یک ساختمان بتن مسلح موجود، بر خلاف طراحی ساختمان جدید، با رویکرد مبتنی بر نیرو سنجیده نمی‌شود؛ بلکه با این سنجیده می‌شود که اعضا زیر زلزله چقدر تغییرشکل می‌دهند و آیا این تغییرشکل‌ها در محدوده‌های ایمن باقی می‌مانند یا نه. فصل 15 TBDY 2018 این ارزیابی را تعریف می‌کند: بر اساس اطلاعات گردآوری‌شده از ساختمان، سطح اطلاعات تعیین می‌شود، نیاز لرزه‌ای محاسبه می‌شود، برای هر ستون، تیر و دیوار برشی ناحیه آسیب به دست می‌آید و برای ساختمان یکی از سطوح عملکرد آسیب محدود، آسیب کنترل‌شده یا جلوگیری از فروریزش تعیین می‌شود.

روش خطی برای بسیاری از ساختمان‌ها ارزیابی سریع و کافی فراهم می‌کند، اما نشان نمی‌دهد اعضا به چه ترتیب و تا چه حد وارد مرحله تسلیم می‌شوند. در رویکرد ارزیابی و طراحی مبتنی بر تغییرشکل (ŞGDT)، تحلیل پوش‌اور غیرخطی تشکیل مفاصل پلاستیک را گام به گام دنبال می‌کند؛ در نیاز لرزه‌ای، دوران پلاستیک هر مفصل با حدود آسیب آیین‌نامه مقایسه می‌شود.

StatiCAD کل این زنجیره، یعنی مدل‌های مصالح، تحلیل مقطع، منحنی پوش‌اور، نیاز لرزه‌ای، جدول‌های آسیب و تعیین وضعیت ساختمان را به‌صورت خودکار روی همان پروژه انجام می‌دهد. نتیجه، یک گزارش محاسباتی آماده بازبینی است که دلیل تصمیم را به‌روشنی بیان می‌کند.

StatiCAD در ارزیابی آسیب‌پذیری بتن مسلح چه کارهایی انجام می‌دهد؟

تمام گام‌های ارزیابی ساختمان بتن مسلح موجود، از ارزیابی خطی تا پوش‌اور چندمودی.

ارزیابی با روش محاسبه خطی

  • ظرفیت مقاطع با مقاومت‌های مصالح موجود و ضریب سطح اطلاعات (جامع 1.0 / محدود 0.75)
  • نسبت تقاضا به ظرفیت ستون‌ها، تیرها و دیوارهای برشی تحت اثرات زلزله کاهش‌نیافته
  • تفکیک اعضای شکل‌پذیر و ترد، کنترل ظرفیت برشی
  • سطح عملکرد ساختمان و دلیل آن بر اساس معیارهای 15.8 به تفکیک طبقه

تحلیل پوش‌اور (Pushover) غیرخطی

  • مدل‌های مصالح پیوست 5A در TBDY: بتن محصور و غیرمحصور مندر، فولاد آرماتور با سخت‌شوندگی
  • لنگر–انحنا با مدل فیبری؛ دو محور در ستون‌ها، اثر بال در تیرها و ظرفیت مجزای مثبت/منفی
  • مفصل پلاستیک متمرکز؛ گزینه مفصل ارتجاعی–کاملاً پلاستیک یا مفصل با سخت‌شوندگی (دوخطی)
  • حل‌گر رویداد به رویداد (event-to-event): هر تشکیل مفصل دقیقاً ثبت می‌شود
  • ترکیب‌های جهت TBDY: ±X ± 0.3Y و ±Y ± 0.3X، هشت جهت

نیاز لرزه‌ای و ارزیابی آسیب

  • نقطه عملکرد با تبدیل مودال پیوست 5B و تصحیح CR در سازه‌های کوتاه‌مدت
  • حدود دوران پلاستیک و حدود کرنش مقطع (TBDY 5.8.1)
  • کنترل کرنش در نواحی انتهایی دیوارهای برشی
  • نواحی آسیب اعضا: محدود، قابل‌توجه، پیشرفته و فروریزش
  • تعیین سطح عملکرد ساختمان و دلیل آن به تفکیک طبقه بر اساس TBDY 15.8

پوش‌اور چندمودی و IRSA

  • شرایط پوش‌اور تک‌مودی (مشارکت جرم ≥ 70%، ηbi ≤ 1.4) به‌صورت خودکار کنترل و گزارش می‌شود
  • پوش‌اور چندمودی (TBDY 5.6.6): ترکیب پوش‌اورهای مودی و دوران‌های پلاستیک انتهایی با CQC
  • شرط سازگاری ارتجاعی (TBDY 5.6.6.1) در هر تحلیل به‌صورت عددی نمایش داده می‌شود
  • روش ترکیب مودی افزایشی IRSA
  • گزینه‌های پوش‌اور تک‌مودی تطبیقی (متغیر) (TBDY 5.6.5) و P-Δ (مرتبه دوم)

پایش سه‌بعدی آسیب

  • شکل تغییرشکل‌یافته گام به گام در طول منحنی پوش‌اور
  • مفاصل پلاستیک با رنگ ناحیه آسیب: محدود، قابل‌توجه، پیشرفته و فروریزش
  • در هر گام برش پایه، جابه‌جایی بام، تعداد مفاصل و سطح عملکرد ساختمان
  • گام نیاز لرزه‌ای جداگانه علامت‌گذاری می‌شود؛ ترتیب تشکیل مفاصل به‌راحتی قابل پیگیری است

صحت‌سنجی با SAP2000

  • همان مدل و مفاصل به‌صورت خودکار به SAP2000 منتقل شده و به‌طور مستقل پوش‌اور می‌شوند
  • منحنی‌های پوش‌اور دو برنامه، وضعیت مفاصل در نقطه نیاز و برش‌های پایه کنار هم
  • در صورت تمایل، محاسبه با حل SAP2000 ادامه می‌یابد؛ نیاز، آسیب و گزارش همچنان با زنجیره TBDY در StatiCAD تولید می‌شود
  • بدون استفاده از SAP2000، تمام تحلیل‌ها و گزارش‌ها با حل‌گر StatiCAD به دست می‌آید

تصاویری از برنامه

پنجره تحلیل پوش‌اور غیرخطی در StatiCAD: ترکیب‌های جهت، منحنی پوش‌اور، نقطه عملکرد و گزارش تحلیل

پنجره تحلیل پوش‌اور غیرخطی: ترکیب‌های جهت، منحنی پوش‌اور، نقطه عملکرد و سطح عملکرد ساختمان

منحنی پوش‌اور غیرخطی: برش پایه – تغییرمکان بام و نقطه عملکرد

منحنی پوش‌اور و نقطه عملکرد (برش پایه – تغییرمکان بام)

شرح گام‌به‌گام: تحلیل پوش‌اور (Pushover) غیرخطی چگونه انجام می‌شود؟ (پایگاه دانش)

چگونه کار می‌کند؟

  1. ساختمان موجود را مدل کنید؛ مقاطع، آرماتورها و مقاومت مصالح تعیین‌شده در محل را وارد کنید.
  2. در «تنظیمات کلی پروژه» ارزیابی آسیب‌پذیری بتن مسلح را فعال کنید، سطح اطلاعات را انتخاب کنید و تحلیل را اجرا کنید. گزارش ارزیابی خطی در همین مرحله آماده است.
  3. در پنجره «تحلیل پوش‌اور غیرخطی» ترکیب‌های جهت و گزینه‌ها (مفصل با سخت‌شوندگی، پوش‌اور چندمودی، IRSA، P-Δ) را تعیین کنید و پوش‌اور را آغاز کنید.
  4. برای هر جهت، منحنی پوش‌اور، نقطه عملکرد و توزیع سه‌بعدی آسیب را بررسی کنید؛ گزارش جهت انتخاب‌شده را دریافت کنید.
  5. اگر ساختمان ناکافی بود، مقاوم‌سازی را در همان پروژه تعریف کنید و ارزیابی را با وضعیت مقاوم‌سازی‌شده دوباره انجام دهید.

گزارش‌ها

برای هر ترکیب جهت، گزارشی تفصیلی که قابل پیش‌نمایش است و می‌توان آن را به‌صورت PDF ذخیره کرد:

  • منحنی پوش‌اور و نمودار ظرفیت–تقاضای مودال
  • محاسبه نیاز لرزه‌ای و کنترل‌های کاربردپذیری (ηbi، مشارکت جرم)
  • جدول‌های دوران پلاستیک و ناحیه آسیب به تفکیک عضو
  • مدل‌های مصالح و کنترل کرنش در نواحی انتهایی دیوار برشی
  • خلاصه پوش‌اور چندمودی و IRSA، نمایه تغییرمکان نسبی طبقات
  • سطح عملکرد ساختمان و دلیل تصمیم

اسناد راهنما

استفاده گام‌به‌گام، مثال حل‌شده، مبانی نظری و مطالعات صحت‌سنجی در پایگاه دانش.

صحت‌سنجی

موتور پوش‌اور StatiCAD با مقایسه‌های خودکار مدل به مدل با SAP2000 V27 صحت‌سنجی شده است. در نقطه نیازی که تصمیم مهندسی در آن گرفته می‌شود، دو برنامه جابه‌جایی بام یکسان و جدول‌های آسیب منطبق تولید می‌کنند؛ در هفت مورد از هشت ترکیب جهت، تصمیم ساختمان یکسان است. تنها تفاوت، یک حالت مرزی است که نیاز دقیقاً بر حد تسلیم می‌افتد.

نسبت برش پایه منحنی‌ها در پوش‌اورهای تک‌جهته در بازه 0.89–0.93 است و StatiCAD به‌طور پیوسته در سمت ایمن قرار دارد. همین مقایسه‌ها را می‌توان با گزینه «صحت‌سنجی با SAP2000» در هر پروژه دوباره تولید کرد.

جزئیات مطالعات صحت‌سنجی (پایگاه دانش)

آیین‌نامه‌ها

TBDY 2018 فصل 15 TBDY 2018 فصل 5 (ŞGDT) پیوست 5A و پیوست 5B TBDY 5.6.5 و 5.6.6 TS 500
در کدام نسخه؟ ماژول ارزیابی آسیب‌پذیری و مقاوم‌سازی بتن مسلح در نسخه‌های StatiCAD Ultimate، Profesyonel و Betonarme موجود است.

پرسش‌های متداول

ارزیابی آسیب‌پذیری ساختمان بتن مسلح بر اساس کدام آیین‌نامه انجام می‌شود؟

ساختمان‌های بتن مسلح موجود بر اساس فصل 15 TBDY 2018 ارزیابی می‌شوند. در ارزیابی مبتنی بر تغییرشکل، فصل 5 به همراه پیوست 5A (مدل‌های مصالح) و پیوست 5B (نیاز لرزه‌ای) اعمال می‌شود؛ سطح عملکرد ساختمان با قواعد 15.8 تعیین می‌شود.

روش خطی را به‌کار ببرم یا تحلیل پوش‌اور؟

TBDY 2018 هر دو مسیر را مجاز می‌داند؛ انتخاب به ویژگی‌های ساختمان و قضاوت مهندس بستگی دارد. در StatiCAD می‌توانید روی همان مدل ابتدا ارزیابی خطی و سپس تحلیل پوش‌اور غیرخطی را اجرا کرده و نتایج را مقایسه کنید.

اگر شرایط پوش‌اور تک‌مودی برقرار نباشد چه می‌شود؟

اگر مشارکت جرم مود غالب کمتر از 70% باشد یا ضریب نامنظمی پیچشی ηbi از 1.4 بیشتر شود، این موضوع در گزارش به‌صراحت مشخص می‌شود. برای این ساختمان‌ها می‌توان طبق TBDY 5.6.6 با پوش‌اور چندمودی یا روش IRSA ارزیابی کرد.

آیا برای تحلیل پوش‌اور به SAP2000 نیاز است؟

خیر. تمام تحلیل‌ها و گزارش‌ها با حل‌گر اختصاصی StatiCAD انجام می‌شود. اگر SAP2000 V27 روی رایانه شما نصب و دارای لایسنس باشد، برای مقایسه نتایج با یک حل‌گر مستقل یا ادامه محاسبه با حل SAP2000 گزینه‌های اضافی در دسترس است.

آیا بعد از ارزیابی آسیب‌پذیری می‌توان مقاوم‌سازی طراحی کرد؟

بله. مقاوم‌سازی در همان فایل پروژه برای اعضا تعریف می‌شود و با یک گزینه در محاسبه لحاظ می‌گردد؛ نتایج پیش از مقاوم‌سازی و پس از آن در گزارش مقایسه می‌شود. برای جزئیات به صفحه مقاوم‌سازی بتن مسلح مراجعه کنید.

در کدام نسخه StatiCAD موجود است؟

ماژول ارزیابی آسیب‌پذیری و مقاوم‌سازی بتن مسلح در نسخه‌های Ultimate، Profesyonel و Betonarme موجود است. با نسخه آزمایشی رایگان می‌توانید این فرایند را روی پروژه خودتان امتحان کنید.

صفحات مرتبط

ساختمان بتن مسلح موجود خود را با StatiCAD ارزیابی کنید

با دانلود نسخه آزمایشی، ارزیابی خطی و تحلیل پوش‌اور را به‌صورت رایگان روی پروژه خودتان امتحان کنید یا با هم نسخه مناسب شما را تعیین کنیم.