تحلیل غیرخطی فایبر در خدمت طراحی عملکردی و بهسازی لرزه‌ای
نویسنده : جواد قدرتی 9 اردیبهشت 1400
با توجه به پیشرفت‌های قابل ملاحظه در زمینه تحلیل‌های غیرخطی و توسعه مدل‌های دقیق در رفتار مصالح، به نظر می‌رسد تحلیل غیرخطی به روش فایبر به زودی وارد استانداردهای بهسازی و عملکردی شود. با توجه عدم توانایی تحلیل استاتیکی غیرخطی در شبیه سازی اثرات حوزه نزدیک و زوال درون سیکلی، در بیشتر موارد استفاده از تحلیل‌های غیرخطی تاریخچه زمانی عملاً گریز ناپذیر می‌باشد. یکی از نکات بسیار مهم در تحلیل تاریخچه زمانی، شبیه سازی صحیح رفتار سایکلیک المان‌های لرزه‌بر نظیر تیر، ستون و دیوار برشی و ... می‌باشد. برای شبیه سازی درست و اصولی رفتار سایکلیک المان‌ها مجبور به استفاده از روش فایبر هستیم. بنابراین با توجه به استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی بنابراین ناگزیر به استفاده از تحلیل غیرخطی به روش فایبر هستیم. در روش غیرخطی فایبر بایستی مدل رفتاری مصالح به درستی شبیه سازی گردد. یکی از موارد مهم شبیه سازی درست و استاندارد بتن محصور شده در المان‌های مختلف است. مدل بتن محصور شده و بتن غیرمحصورشده مندر و همکاران که رد سال 1988 توسعه داده شده، سرشناس‌ترین مدل بتن است. نرم افزارهای سپ و ایتبس به صورت پیش فرض می‌توانند برای تعدادی از مقاطع این مدل را پیاده کنند. لیکن برای تعدادی از مقاطع ستون‌ها و مقاطع المان‌های مرزی در دیوارهای برشی نیازمند محاسبات دستی بتن محصور شده مندر هستیم. براساس مقاله مندر و همکاران که در سال 1988 منتشر شده است می‌توان فورمولاسیون این مدل را در اکسل پیاده کرد و برای مقاطع مورد نظر پس از محاسبه منحنی تنش-کرنش آن را در نرم افزارهای سپ و ایتبس وارد کرد. مشکلاتی که در تحلیل غیرخطی به روش مفصل پلاستیک وجود دارد عملا در تحلیل غیرخطی به روش فایبر وجود نداشته و آنالیز به راحتی به سرانجام می‌رسد. در آینده‌ای نه چندان دوره طراحی عملکردی و بهسازی لرزه‌ای به روش مفصل پلاستیک جای خود را به طظراحی عملکردی و بهسازی لرزه‌ای به روش فایبر خواهد داد.
با توجه به شکل بالا، ملاحظه می‌شود که مقاطع دارای آرماتورهای عرضی مختلف (دایره‌ای، اسپیرال و خاموت با یا بدون سنجاقی) دارای محاسبات محصورشدگی متفاوتی هستند. با اعمال مدل رفتار بتن محصور و غیرمحصور می‌توان دقت شبیه سازی رفتار غیرخطی مقطع و المان‌های مختلف را به صورت قابل ملاحظه افزایش داد.