برنامه های مقاوم سازی

از بهترین برنامه ها در مقاوم سازی ، برنامه پرفورم تری دی  Perform3d و برنامه آیدارک Idarc می‌باشد.برنامه غیرخطی پرفورم Perform3d یک برنامه کاربردی در بهسازی به معنای بررسی آسیب پذیری و مقاوم سازی انواع سازه ها می‌باشد.با وجود پیشرفت و ارتقای ورژن های جدید برنامه های  Sap و Etabs در مدلسازی و تحلیل غیرخطی سازه ها کماکان سرعت بالای در انواع تحلیل غیرخطی و سهولت مدلسازی و تحلیل غیرخطی دیوار برشی بتن مسلح از مزایای برنامه پرفورم میباشد.قابل ذکر است که برنامه آیدارک نسبت به برنامه پرفورم در بهسازی ساختمان های بتن مسلح ارجح تر میباشد.مهمترین مزیت  برنامه آیدارک نسبت به برنامه پرفورم در بررسی جامع تر آسیب پدیری ساختمان های بتن مسلح میباشد..

شرحی بر برنامه پرفورم :

نرم افزار پرفورم Perform منتشر شده توسط موسسه CSI وابسته به دانشگاه برکلی کالیفرنیا، برنامه ای بسیار مناسب برای تحلیل و ارزیابی عملکرد غیر خطی سازه ها می باشد.در این برنامه می توان اقدام به مدلسازی سازه ها به صورت دو بعدی و سه بعدی نمود.از مهمترین کاربردهای این برنامه میتوان به استفاده  در ارزیابی آسیب پذیری و مقاوم سازی انواع سازه ها اشاره نمود. این برنامه اساسا و نه مطلقا منطبق بر دستور العمل های بهسازی Fema از جمله Fema 356 تهیه گردیده است به نحوی که کاربر به راحتی میتواند از پیشنهادات دستورالعمل Fema 356 در بهسازی لرزه ای سازه ها استفاده نماید.همچنین با توجه به وجود روشهای نوین طراحی از این برنامه میتوان به عنوان ابزاری برای رسیدن به طراحی بر اساس عملکرد استفاده نمود. این برنامه دارای محیط گرافیکی مطللوبی میباشد که کاربر را قادر می سازد به آسانی نسبت به مدلسازی و بارگذاری سازه اقدام نماید.از جمله برتری های این برنامه نسبت به برنامه های تحلیل غیر خطی مانند IDARC میتوان به عدم محدودیت در مدلسازی تعداد اعضا،تحت ویندوز بودن و داشتن محیط گرافیکی مطلوب،سازگاری با دستورالعمل های بهسازی Fema اشاره نمود. در این برنامه هیچ محدودیتی در مدلسازی اعضا از لحاظ تعداد وجود ندارد و کاربر میتواند نسبت به مدلسازی سازه ها با هر تعداد المان دلخواه اقدام نماید که این سبب باز بودن دست کاربر در مدلسازی سازه های نسبتا بزرگ می شود.در این برنامه امکان مدلسازی المان های تیر،ستون،بادبند،ناحیه اتصال تیر و ستون،میانقاب مصالح بنایی، دیوار برشی،دال کف،میراگر ویسکوز،جداساز لرزه ای،انواع مفاصل پلاستیک با اندرکنش های مختلف و.... وجود دارد به نحوی که کاربر می تواند به راحتی نسبت به مدلسازی ساختمان های فولادی و بتنی اقدام نماید.استفاده از مقاطع مسلح به الیاف برای مصالح مختلف از جمله دیگر مزایای برنامه پرفورم میباشد.در این برنامه میتوان به راحتی با استفاده از محیط گرافیکی برنامه نسبت به ترسیم گره ها تکیه گاهی،ترسیم گره های اعضای(تیر،ستون،بادبند و...) تشکیل دهنده سازه،ترسیم گره مرکز جرم سازه(در صورت لزوم)، تعریف درجات آزادی و گیرداری گره های تکیه گاهی،تعریف درجات آزادی و گیرداری(دیافراگم صلب و...) گره های طبقات سازه،ترسیم و تعریف تیر و ستون ها با مقطع استاندارد، ترسیم و تعریف تیر  و ستو نها با مقطع غیر استاندارد،تعریف انواع مفاصل خمشی، تعریف انواع مفاصل برشی، تعریف ناحیه اتصال تیر و ستون، ترسیم و تعریف بادبند های ضربدری، ترسیم و تعریف بادبند های شورون(هفتی و هشتی)، ترسیم و تعریف بادبندهای برون محور، ترسیم و تعریف بادبند های مقاوم در برابر کمانش، ترسیم و تعریف دیوار برشی بتنی، ترسیم و تعریف دیوار برشی فولادی، ترسیم و تعریف رفتار خطی و غیر خطی میانقاب(دیوار) مصالح بنایی، ترسیم و تعریف میراگرهای ویسکوز، ترسیم و تعریف جدا ساز لرزه ای اقدام نمود. از بزرگترین مزایای این برنامه میتوان به سرعت بالای آن در انجام تحلیل های غیر خطی اشاره نمود.از مهمترین دغدغه های مهندسین در هنگام تحلیل غیر خطی با استفاده از برنامه ای از جمله SAP وقت گیر بودن تحلیل غیر خطی می باشد به نحوی که ممکن است نیاز به نیم ساعت زمان برای انجام تحلیل غیر خطی یک قاب دو بعدی با تعداد دهانه و طبقه ناچیز باشد. اساسا مدلسازی غیر خطی سازه در برنامه پرفورم Perform قدری مشکل است ولی در عوض زمان تحلیل بسیار کوتاه می باشد.در برنامه پرفورم میتوان به راحتی نسبت به تحلیل استاتیکی غیر خطی دو بعدی و سه بعدی، تحلیل دینامیکی(تاریخچه زمانی) غیر خطی دو بعدی و سه بعدی،انجام تحلیل دینامیکی غیر خطی پس از تحلیل استاتیکی غیر خطی و تحلیل سازه تحت بارهای چرخه ای اقدام نمود.کارآمدی برنامه در نشان دادن پریود و اشکال مودی ارتعاش سازه بصورت گرافیکی و به صورت خودکار و عدم نیاز به تعریف حالت بار تحلیل مودال، کارآمدی در تحلیل استاتیکی غیر خطی بر اساس روشهای مختلف پیشنهادی دستور العمل های بهسازی، کارآمدی در تحلیل دینامیکی غیر خطی و سهولت تعریف شتابنگاشت ها به هر میزان دلخواه همراه با مشاهده منحنی گرافیکی شتابنگاشت های تعریف شده در صورت نیاز به حصول اطمینان از صحت ورود شتابنگاشت در برنامه، کارآمدی در نشان دادن نمودارهای بالانس انرژی اعضای مختلف سازه بصورت گرافیکی، کارآمدی در نشان دادن نمودارهای هیسترزیس اعضای مختلف سازه بصورت گرافیکی و نمودار برش طبقه ، تغییر مکان مرکز جرم طبقه، کارآمدی در نشان دادن نمودارهای پاسخ اعضای مختلف سازه از جمله میزان چرخش مفاصل پلاستیک و کرنش محوری پلاستیک ،میزان انرژی مستهلک شده توسط اعضا،تغییر مکان نسبی و مطلق مرکز جرم طبقات،میزان نیروی ایجاد شده در اعضا(محوری،خمشی،برشی و...)،سطوح عملکردی اعضا بصورت گرافیکی از جمله مزایای برنامه پرفورم Perform میباشد.

شرحی بر برنامه آیدارک :

نرم افزار آیدارک (IDARC) مخفف :

Inelastic Damage Analysis of Reinforced Concrete buildings

میباشد.این برنامه برنامه ای بسیار مناسب در ارزیابی خسارت و عملکرد غیر خطی ساختمان های بتن مسلح می باشد و قابلیت تحلیل جامع خسارت در تک تک اعضا و کل ساختمان را دارا میباشد. برنامه آیدارک برای اولین بار در سال 1987 با هدف ارزیابی خسارت لرزه ای ساختمان های بتن مسلح توسط دانشگاه ایالتی نیویورک واقع در شهر بوفالو ارائه گردید. نسخه اولیه این برنامه صرفا به جهت مدلسازی و ارزیابی غیرخطی قاب های بتن مسلح به صورت دو بعدی منتشر گردید و تنها قادر به مدلسازی المان های ستون،تیر و دیوار برشی بتنی بود، پس از آن روز به روز به قابلیت های این برنامه توسط طراحان آن افزوده شد به طوری که امروزه میتوان با استفاده از برنامه آیدارک نسبت به مدل سازی ساختمان ها بصورت سه بعدی اقدام نمود و اجزایی مانند میانقاب مصالح بنایی،میراگر و... را با استفاده از این برنامه مدلسازی و ارزیابی نمود. مشاهدات حاصل از زلزله های گذشته نشان داده است که رفتارساختمان های بتن مسلح تابع رفتار غیر خطی و هیسترزیس اعضای آن میباشد و مودهای خرابی از قبیل ستون کوتاه،طبقه نرم،شکست برشی و خمشی ستون و... به وفور در زلزله های گذشته مشاهده گردیده است. با استفاده از برنامه آیدارک میتوان به ارزیابی کمی و آسیب پذیری ساختمان های بتن مسلح با لحاظ رفتار غیر خطی و هیسترزیس همراه با لحاظ و ارزیابی دقیق مدهای خرابی مذکور پرداخت. به جهت داشتن برنامه آیدارک می توان به وب سایت این برنامه مراجعه نمود و جدیدترین نسخه برنامه را همراه با راهنما و فایل مثال های کاربردی برنامه دانلود نمود. برنامه آیدارک برنامه ای بسیار کم حجم و بصورت تماما متنی میباشد.این برنامه بدون هیچ گونه قابلیت ترسیم گرافیکی می باشد.ورودی برنامه آیدارک یک فایل متنی میباشد،در این فایل متنی میبایست تمامی شرایط و خصوصیات ساختمان بتن مسلح از قبیل تعداد قاب، تعداد المانهای قاب،جرم سازه،خصوصیات مصالح،مقاطع مورد استفاده،خصوصیات غیر خطی وهیسترزیس المان های تشکیل دهنده قاب،بارگذاری،نوع تحلیل،خروجی های مورد نظر و...... تعریف گردد. برنامه آیدارک از سیستم آحاد کیپس-اینچ و کیلونیوتن- میلیمتر استفاده می نماید و کاربر به دلخواه خود میتواند از یکی از این دو سیستم استفاده نماید. برنامه آیدارک دارای راهنمایی بسیار جامع می باشد که نحوه مدلسازی و تحلیل ساختمان های بتن مسلح را به تفصیل توضیح میدهد و کاربر در صورت آشنایی با مفاهیم پایه می تواند با استفاده از این راهنما و فایل مثال های کاربردی اقدام به مدلسازی و تحلیل ساختمان بتنی مورد نظر خود نماید.با وجود در دسترس بودن راهنمای برنامه و توضیح تفصیلی راهنما در مدلسازی و تحلیل، کاربر میبایست آشنایی کاملی با مباحث پایه و تئوری های غیر خطی و هیسترزیس داشته باشد. با استفاده از برنامه آیدارک میتوان نسبت به تحلیل استاتیکی غیر خطی،دینامیکی غیر خطی و چرخه ای شبه استاتیکی اقدام نمود. فایل متنی ورودی برنامه آیدارک میبایست دقیقا به صورت فرمتی که در راهنمای آن توضیح داده شده است تعریف گردد،در غیر این صورت برنامه قبل از اجرا کامل توقف می کند. برنامه آیدارک پس از تحلیل، فایل های متنی متعددی به عنوان خروجی ارائه میدهد که هر کدام از فایل های متنی خروجی حاوی گزارشی از نحوه رفتار تک تک اعضای قاب،طبقه و کل سازه میباشند. برای مثال این برنامه گزارشی از رفتار چرخه ای طبقات مختلف قاب را در فایل های متنی جداگانه به تعداد طبقه قاب ارائه میکند و در صورتیکه کاربر صرفا نتایج یک طبقه بخصوص را بخواهد میتواند برای برنامه تعیین نماید که تنها نتایج همان طبقه را در خروجی ارائه نماید. این برنامه نتایج تک تک تیر ها و ستون ها و المان های دیگر را نیز در در فایل های متنی خروجی جداگانه ارائه میکند و کاربر میتواند به دلخواه از برنامه تنها نتایج المانهای محدودی را تقاضا نماید. از نکات جالب این برنامه میتوان به قابلیت گزارش متنی وهندسی مکان و نوع خرابی در اعضای قاب اشاره نمود.این برنامه گزارشی متنی از وقوع نوع خرابی در المان ها (تیر،ستون و...) و تسلسل حادث شدن آنها را ارائه مینماید همچنین در فایل متنی خروجی خود مبادرت به ترسیم قاب ها به صورت نمایی هندسی و نشان دادن مکان خرابی و نوع آن با استفاده از علائمی مینماید، برای مثال میتوان محل تشکیل مفاصل پلاستیک،محل ترک خوردگی بتن،محل خرابی موضعی،محل خرابی کلی،محل شکست برشی و... را در فایل متنی خروجی برنامه به صورت نمایی هندسی مشاهده نمود. این برنامه شاخص خرابی و میزان انرژی جذب شده تک تک اعضا  را محاسبه و در اختیار کاربر قرار می دهد. در برنامه آیدارک خسارت وارد بر سازه با استفاده از شاخص خسارت ارائه شده توسط مدل پارک،انگ و ون محاسبه می شود. پس از مدلسازی و تحلیل یک ساختمان بتن مسلح در برنامه آیدارک،این برنامه شاخص خرابی کل و شاخص خرابی تک تک اعضا را در اختیارکاربر قرار می دهد،در صورتیکه شاخص خسارت کل بیشتر از یک شود بدین معنی است که فروریختن کلی یا بخشی از ساختمان حادث شده است، در صورتیکه شاخص خسارت کل  تا حدودی کمتر از یک (مابین چهاردهم و یک) شود بدین معنی است که خسارت شدید بوده و خرد شدگی شدید بتن و کمانش آرماتورها در ستون ها حادث شده است، در صورتیکه شاخص خسارت کل به مراتب کمتر از عدد یک (کمتر از چهاردهم) شود بدین معنی است که میزان خسارت متوسط بوده است و با کاهش بیشتر شاخص خسارت به مراتب خرابی ناچیز و جزئی  بوده است. در خروجی های متنی این برنامه می توان میزان لنگر خمشی و برشی ایجاد شده در المان های قاب،میزان جابجایی نسبی و مطلق طبقات، سرعت وشتاب طبقات،برش طبقات،برش پایه،منحنی ظرفیت قاب حاصل از تحلیل پوش اور،زمان تناوب طبیعی ارتعاش قاب(پریود ارتعاش)،فرکانس،ضرایب مشارکت مدی،میزان انحنای المانهای تیر و ستون، میزان چرخش مفاصل پلاستیک المانهای تیر و ستون و.... را مشاهده نمود.