مقاوم سازی ساختمان با تحلیل سازه ای
آشنایی با طراحی و آنالیز غیر خطی سازه
در مصالح برای طراحی سازه فولاد به عنوان یکی از پر استفاده ترین و کاربردی ترین مصالح شناخته می شود. مقاومت فولاد در برابر فشار و شکل پذیری بالای فولاد باعث می شود تا در بسیاری از موارد در ساخت و ساز از فولاد استفاده شود. در طراحی و آنالیز غیر خطی سازه موضوع اصلی در رابطه با خاصیت شکل پذیری سازه است. شکل پذیری سازه و چگونگی وارد شدن نیروهای جانبی به فولاد و تغییر مقطع از مهمترین فاکتورها برای طراحی و آنالیز غیر خطی سازه است
اهمیت طراحی و آنالیز غیر خطی سازه
یکی از مهمترین موضوعات در ساختمان سازی رعایت اصول ایمنی و بهینه سازی است که برای دست یابی به این موارد لازم است از روش هایی مانند تحلیل سازه اقدام کرد تا قبل از اجرا و اتمام نهایی تمامی جوانب سنجیده شود و ساختمان به بهترین شکل ممکن ساخته شود. تحلیل ها به مهندسان کمک می کنند تا بتوانند از این طریق به عیب یابی سازه ها بپردازند و در شرایط حساس سازه را کنترل کنند و از این طریق صدمات وارده را کاهش دهند.
تحلیل غیر خطی سازه چیست؟
برای تحلیل خطی سازه می توان با استفاده از یک رابطه ساده واکنش سازه یا سیستم را محاسبه کرد. در این تحلیل با توجه به بار و فشار وارده، سازه دارای واکنش مشخصی است که قابل پیش بینی و محاسبه است اما در برخی موارد سازه واکنش های غیر خطی دارد که به سادگی نمی توان آن را با رابطه های خطی محاسبه کرد.
تحلیل خطی سازه بسیار محدود است به همین دلیل برای مدل سازی های پیشرفته و کامل تر لازم است از آنالیز غیر خطی استفاده کرد. سازه های فیزیکی با تغییر شکل رفتارهای مختلفی از خود نشان می دهند که تنها از طریق تحلیل غیر خطی قابل پیش بینی است.
تحلیل سازه ها در زلزله
چگونگی طراحی و آنالیز غیر خطی سازه
برای طراحی سازه ها و فونداسیون ساختمان ها مطالعات و محاسبات سازه ای زیادی لازم است که تمامی این محاسبات باید بسیار دقیق باشد و بتواند تمام جوانب و رفتارهای ممکن سازه را پیش بینی کند و مورد بررسی قرار دهد و برای آنها راه حلی پیشنهاد دهد. تحلیل خطی سازه و تحلیل غیرخطی سازه یکی از این ارزیابی ها است. در طراحی و آنالیز غیر خطی سازه تمامی اجزا و اعضا در سازه از طریق نرم افزارهای بسیار تخصصی و پیشرفته مدل سازی می شوند و مهندسان به بررسی رفتار سازها در محدوده غیر خطی می پردازند و صحیح بودن عملکرد سازه را آزمایش می کنند. هنگامی که یک نیرو به سازه وارد می شود در ابتدا سازه دارای واکنشی خطی است اما پس از آن که مقطع سازه جاری می شود سازه واکنش های غیر خطی از خود بروز می دهد. فولاد در این حالت تغییر شکل پیدا می کند اما مقاومت خود را نیز به خوبی حفظ می کند.
در اصل طراحی و آنالیز غیر خطی سازه برای استفاده از قابلیت های بیشتر سازه ها است و می توان از این طریق مقاطع کوچکتری را طراحی کرد. در حال حاضر استفاده از تحلیل غیر خطی سازه دارای کاربرد زیادی است زیرا این تحلیل ها بسیار دقیق تر از از تحلیل خطی هستند و در بهسازی ساختمان ها نقش بیشتری دارند به همین دلیل مطالعه تحلیل های غیر خطی و آشنایی با آن و نحوه کار نرم افزارها برای مهندسان دارای فواید زیادی است و به عنوان یک امتیاز به حساب می آید و از این طریق می توانند پروژه ها را بهتر مدیریت کنند و از صرفه اقتصادی بیشتری بهره مند شوند.اما تحلیل های غیر خطی سازه دارای مفاهیم پیچیده ی زیادی است و موضوعات زیادی را در بر میگیرد.
مهمترین عامل در آنالیز غیر خطی سازه
یکی از مهمترین عامل که در تحلیل خطی و غیر خطی سازه و تفاوت این دو را به وجود می آورد سختی آنها است. با توجه به بار و نیرویی که به اعضا وارد می شود رفتارهای مختلفی مانند برش، خمش و … بروز می دهند که باعث می شود سختی آنها محاسبه شود از این روش برای پیش بینی واکنش ساختمان حین زلزله استفاده می شود. انجام تحلیل های سازه ای از اهمیت بالایی برای سازها برخوردار است با این تحلیل ها مشکلات و نقاط ضعف در سازه ها مشخص می شود و میزان آسیب و تخریب ساختمان ها در هنگام بروز نیروهای ناگهانی مشخص می شود و از این طریق روش های ایمنی سازی بیشتر برای ساختمان ها صورت می گیرد.
انواع روش های تحلیل سازه
همانطور که گفته شد برای تحلیل سازه از روش های خطی و غیر خطی استفاده می شود که خود دارای زیر مجموعه های زیر هستند
تحلیل خطی سازه:
روش استاتیکی و روش دینامیکی که خود به بخش های روش استاتیکی معادل و روش شبه دینامیکی یا طیفی و روش تاریخچه زمانی تقسیم می شود.
تحلیل غیر خطی سازه:
روش استاتیکی و روش دینامیکی که به زیر مجموعه های روش استاتیکی غیر خطی یا پوش آور و تاریخچه زمانی تقسیم می شود.
تحلیل غیر خطی سازه
