امروزه ساختمان های بتنی پیش ساخته در صنعت ساختمان کشور از جایگاه ویژه ای برخوردار است. یکی از سیستم های مقاوم در برابر زلزله در این نوع ساختمان ها استفاده از بادبندهای فولادی با اتصال مستقیم بادبند همراه با اتصالات از پیش تعبیه شده می باشد. با توجه به اهمیت ضریب رفتار در طراحی لرزه ای سازه ها، لزوم تعیین این ضریب در قاب های بتنی پیش ساخته با بادبندی فلزی ضروری به نظر می رسد. ضریب رفتار R شامل ضریب کاهش نیرو و ضریب اضافه مقاومت می باشد که از طریق آنالیز فزاینده استاتیکی غیرخطی ((Pushover)) سیستم های بادبندی ضربدری با ارتفاع ها و ترکیب های مختلف تعیین می شود. در این تحقیق ضریب رفتار قاب های سه دهانه با طول هر دهانه 6 متر و ارتفاع هر طبقه 3 متر با در نظر گرفتن تاثیر عواملی نظیر درصد صلبیت اتصالات پیش ساخته تیر به ستون 0)، 25، 50، 75 و 100 درصد)، تعداد دهانه های بادبندی شده (یک دهانه بادبندی و دو دهانه بادبندی)، سختی اعضای بتنی و تعداد طبقات 4)، 8 و 12 طبقه) بر ضریب رفتار مورد بررسی قرار گرفته شده است (درصد صلبیت صفر معرف اتصال مفصلی و درصد صلبیت صد معرف اتصال صلب و درصدهای صلبیت 25، 50 و 75 معرف اتصال نیمه صلب با درصد گیرداری های مختلف می باشد).

این مقاله نحوه فرموله کردن روش آنالیز استاتیکی غیرخطی 3- بعدی را شرح می دهد. این روش کاربرد روش آنالیز استاتیکی غیر خطی را به ساختمانهای چند طبقه غیرمتقارن تعمیم می دهد. جهت روشن شدن روال کار از مثالی استفاده شده است. نتایج حاصله از این مثال نشان می دهد که دقت روش 3- بعدی پیشنهادی مشابه دقت روشهای مرسوم آنالیز سازه های 2- بعدی می باشد. روش پیشنهادی، تخمین بهتری از پارمترهای پاسخ کلی سازه مثل تغییر مکانهای بین طبقه ای ارایه می دهد. تخمین پارامترهای پاسخ موضعی مثل میزان شکل پذیری مورد نیاز تیرها و یا ستونها از دقت کمتری برخوردار می باشد.

آنالیز استاتیکی غیرخطی اغلب برای تعیین رفتار سازه در ناحیه غیرخطی استفاده می شود. این روش علاوه بر کارآیی و محاسنی که دارد، نقاط ضعفی هم دارد که ناشی از فرضیه های حاکم بر آن است که فرض می کند پاسخ سازه فقط توسط مود اصلی آن کنترل می شود و شکل این مود پس از ورود سازه به مرحله غیرخطی ثابت باقی می ماند که هر دوی این فرضیه ها تقریبی هستند، به خصوص در ساختمان های بلند که زمان تناوب طولانی دارند. به نظر می رسد که الگوهای بار ثابت مورد استفاده در این روش نمی توانند این تاثیرات را در نظر بگیرند. در این مقاله سعی می شود که با در نظر گرفتن الگوهای بار مختلف موجود در FEMA و همچنین معرفی روش MPA و در نظر گرفتن سه الگوی بار متناسب با سه موداول تغییر شکل سازه ها، اثرات مودهای بالاتر در مقایسه با روش های مرسوم آنالیز استاتیکی غیرخطی در FEMA در بالا بردن دقت پاسخ ها در مقایسه با آنالیز دینامیکی غیرخطی برای قاب های خمشی مورد بررسی قرار گیرند و برای بالابردن سرعت محاسبه در روش MPA یک روش میانگین گیری نمایی ارائه شده است.

هدف اصلی این تحقیق تعیین ضرایب مقاومت افزون قاب های فولادی خمشی با مهاربندی برون محور به روش های آنالیز فزاینده استاتیکی و دینامیکی غیرخطی و بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر ضرایب مقاومت افزون قاب های مذکور می باشد. در قسمت اول که برای محاسبه ضرایب مقاومت افزون از روش متداول آنالیز استاتیکی فزاینده غیرخطی و منحنی های Push Over استاتیکی (SPO) استفاده شده، نحوه تاثیر پارامترهای تعداد طبقات، نسبت خروج از مرکزی e/l، میزان بار ثقلی و ضریب کرنش سختی بر این ضرایب مورد مطالعه قرار گرفته است. در هر مورد با اعمال تغییرات در پارامتر مورد نظر، سایر پارامترها ثابت نگه داشته شده اند. در بخش دیگر قاب های با تعداد طبقات مختلف، با استفاده از رکورد زلزله های طبس، ناغان و السنترو تحت آنالیز دینامیکی افزایشی (IDA) قرار داده می شوند. در این قسمت نیز با استفاده از منحنی های Push Over دینامیکی (DPO) حاصل، روشی برای محاسبه اضافه مقاوت دینامیکی قاب تحت دکورد زلزله های مورد نظر ارایه شده و نتایج حاصل با نتایج مربوط به تحلیل های استاتیکی مورد مقایسه قرار می گیرند.

در این مقاله، براساس همان مفهوم «حداکثر توان قابل انتقال» و بر پایه «ماتریس ژاکوبین تقلیل یافته بخش توان»، دو روش متفاوت به نام های استاندارد و مدال (SMPC & MMPC) که دومی به مانند روش مدال تحلیل پایداری ولتاژ(MVSF) با استفاده از تحلیل مدال پیاده می شود، به جهت بررسی و مطالعه پایداری توان در مراحل طراحی و برنامه ریزی سیستم ارایه گشته است. در این دو روش، فرضیات شبه استاتیکی اعمال شده و از دینامیک های پیچیده سیستم HVDC با دقت اغماض گردیده است. به علاوه، هر دو روش با کمک برنامه های پخش توان AC/DC و محاسبات عددی (Matlab) برای سیستمی دو مبدله پیاده شده و مرزها و حواشی پایداری (مشخصه های پایداری توان) نموده و بحث گردیده اند. مقایسه ای نیز میان دو روش استاندارد و مدال صورت گرفته و دقیق تر بودن روش مدال به اثبات رسیده است. در نهایت، از شبیه ساز PSCAD-EMTDC به منظور تصدیق نتایج تئوریک تحلیل ها کمک گرفته شده و نتایج شبیه سازی ها به نمایش در آمده اند.

روش های استاتیکی غیرخطی بدلیل سادگی به عنوان یکی از محبوبترین ابزارهای تحلیل در برآورد تقاضای سازه می باشند. این رویکردها یک نمایش گرافیکی موثر از پاسخ کلی سازه از طریق منحنی پوش اور ارائه می دهند. این نوع از نمایش پاسخ کلی، اجازه یک ایده آل سازی مستقیم از سازه به عنوان سیستم یک درجه آزاد را فراهم می سازد. در این پژوهش گام اول هر تحلیل استاتیکی غیرخطی یا به عبارتی دیگر انجام یک آنالیز پوش اور مورد بررسی قرار گرفته است. الگوی بار اعمال شده به سازه نه تنها در پاسخ کلی سازه از طریق منحنی ظرفیت سازه اثر گذار است، بلکه پاسخ های موضعی سازه را مستقیما تحت تاثیر قرار می دهد. بمنظور ارزیابی الگوهای بار جانبی، سازه های فولادی مهاربندی همگرای کمانش تاب با استفاده از روش های پوش اور مودال پیشرفته مورد بررسی قرار خواهند گرفت. نتایج بدست آمده از این تحلیل ها با تحلیل دقیق دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی به عنوان دقیق ترین روش موجود مقایسه خواهند شد، که در انتها کاراترین روش موجود در این سازه ها مشخص و معرفی شود. تحلیل های انجام شده در این سازه ها نشان می دهد که الگوی بار بهنگام براساس برش طبقات نتایج مطلوبی از پاسخ بیشینه سازه ارائه می دهد.