۱- کلیات تحلیل
غیرخطی سازهها در برابر زلزله به دو روش تحلیلی استاتیکی غیرخطی (بند ۳) و تحلیلی تاریخچه زمانی غیرخطی (بند ۴) قابل انجام می باشند. روشهای تحلیلی غیرخطی برای تخمین سازوکارها (مکانیزمهای) خمیری مورد انتظار، توزیع آسیبهای وارده و ارزیابی عملکرد سازه قابل استفاده می باشند.
۱-۱ برای انجام تحلیلی غیرخطی باید مدلی به کار گرفته شده در تحلیلهای خطی با در نظر گرفتن مقاومت اعضا و رفتار فرا ارتجاعی آنها ارتقا یابد.
۱-۲ قبل انجام تحلیل غیرخطی می باید بار ثقلی مطابق با ضرایب ترکیب بار مربوطه به مدل سازه اعمال گردد.
تبصرہ: ترکیب بارهای ثقلی عبارت ۱٫۲D+L و ۰٫۹D می باشند که دار آنها D بار مردہ و L بار زندہ است. بار زندہ بر طبق ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان محاسبه می شود. ضمنادر مواردی که بار زنده گسترده کمتر از ۴۰۰ کیلوگرم بر متر مربع است، کاهشی این بار تا ۵۰٪ مجاز است.

۲- مشخصات غیر خطی اعضای سازه
۱-۲ مشخصات غیرخطی اعضای سازه در مدلسازی باید به لحاظ مقاومت، سختی و شکل پذیری با داده های آزمایشگاهی و یا مدلهای تحلیلی معتبر سازگار باشد.
۲-۲ رابطه نیرو-تغییرشکلی اعضا را می توان حداقلی به صورت دو خطی در نظر گرفت. سختی ارتجاعی در ساختمان های بتن آرمه و بنایی براساس مقاطع ترک خورده در نظر گرفته می شود. در اعضای شکل پذیر که انتظار می رود رفتار غیرخطی داشته باشند، سختی ارتجاعی در مدلسازی دو خطی، سختی سکانت تا نقطه جاری شدن محسوب می شود. در منحنی رفتاری اعضا می توان سختی بعد از جاری شدن را صفر اختیار نمود. استفاده از رابطه سه خطی نیرو-تغییرشکلی که اثر سختی قبل و بعد از ترک خوردگی را در نظر می گیرد مجاز می باشد. استفاده از روابط داده شده در “دستورالعمل بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود” (نشریه ۳۶۰) نیز مجاز است.

در اعضایی که دار آنها زوال مقاومت انتظار می رود باید این رفتار در رابطه نیرو تغییر شکل آن اعضا در نظر گرفته شود. در صورتی که از روابط نشریه ۳۶۰ برای توصیف رابطه نیرو- تغییر شکل اعضا استفاده شود، شرایط این بند لحاظ شده تلقی می گردد.
۲-۴ مقاومت اعضا بر اساس مقادیر مورد انتظار (میانگین ) مشخصات مصالح محاسبه می شود. مشخصات میانگین مصالح با ضرب عدد ۱/۱۵ در مقادیر مقاومت مشخصه مصالح (کرانه پایین ) بدست می آیند.
۵-۲ در تعیین روابط نیرو-تغییرشکلی برای اعضای سازه اثر نیروهای محوری ناشی از بارهای ثقلی باید در نظر گرفته شوند.
۳- تحلیل استاتیکی غیرخطی
۱-۳ تحلیلی استاتیکی غیرخطی یک سازه با اعمال بارهای ثقلی ثابت و بارهای جانبی رانشی انجام می شود. اثر P-∆ نیز در انجام این تحلیل باید در نظر گرفته شود. از این روش می توان برای ارزیابی عملکرد سازه در تغییر مکان هدف (بند ۳-۷) ونیز محاسبه مقدار ضریب اضافه مقاومت سازه استفاده کرد.
۲-۳ از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی در سازههایی می توان استفاده نمود که در آنها اثر مودهای بالا عمده نباشد. برای تعیین این موضوع ضروری است سازه ساختمان دو بار با استفاده از روش تحلیلی دینامیکی طیفی تحلیل شود. در بار اولی تنها مواد اولی سازه در نظر گرفته شده ودر بار دوم تمام مودهای نوسانی که مجموع جرم مؤثر آنها حداقل ۹۰٪
جرم کلی سازه است باید در نظر گرفته شود. در صورتی که نتایج تحلیلی دوم نشان دهد نیروی برشی در طبقه ای بیش از ۳۰٪ از نیروی برشی حاصل از تحلیل اول بزرگ تر است، این امر به معنی عمده بودن اثر مودهای بالای سازه است.
۳-۳ در این روش تأثیر زلزله باید در هر دو جهت مثبت و منفی در هر امتداد اصلی به ساختمان اعمال گردد و بحرانی ترین مقادیر تلاش ها و تغییر شکل های ایجاد شده ملاک
طراحی و کنترل اعضا قرار گیرد.

۴-۳ در مورد ساختمانهای منظم می توان تحلیلی را در هر امتداد اصلی افقی به طور مستقل انجام داد، مگر آن دسته از ساختمانها که باید ضوابط بند (۳-۵) در مورد آنها
رعایت شود.
۵-۳ در مورد ساختمانهای نامنظم باید از مدلهای سه بعدی در تحلیلی استفاده کرد. آثار دو مؤلفه افقی زلزله نیز باید ملحوظ گردد. برای در نظر گرفتن این آثار در مورد این ساختمانها و نیز آن دسته از ساختمانهای منظم که دارای یک یا چند ستون مشترک بین دو یا چند قاب سیستم باربر جانبی در جهات مختلف باشد، در تحلیلی استاتیکی غیرخطی باید در هر امتداد ۱۰۰٪ نیروها و تغییر مکان ها در جهت مورد بررسی به همراه نیروهای متناظر با ۳۰٪ تغییر مکان در امتداد عمود برآن درنظر گرفته شود.
۶-۳ توزیع های بار جانبی
۱-۶-۳ حداقل دو توزیع بار جانبی به شرح زیر در تحلیلی باید اعمالی گردد، الف – توزیع متناسب با نیروهای جانبی حاصل از تحلیلی دینامیکی خطی طیفی با لحاظ آن تعداد مودهای ارتعاشی که حداقل ۹۰٪ جرم سازه در تحلیل مشارکت کند، ب – توزیع بار یکنواخت که عبارت است از توزیعی متناسب با جرم بدون توجه به ارتفاع هر طبقه. ۲-۶-۳ بارهای جانبی باید در محل جرمها در مدل اعمال گردند. در ساختمان های دارای دیافراگمهای صلب این بارها می تواند در مرکز جرم کف ها اعمال شود. تأثیر خروج از مرکزیت اتفاقی نیز باید اعمال گردد.
۷-۳ منحنی ظرفیت
۱-۷-۳ منحنی ظرفیت یعنی رابطه بین برشی پایه و تغییر مکان نقطه کنترلی باید توسط روش تحلیلی استاتیکی غیرخطی از مقدار صفر تا تغییر مکانی معادل ۱۵۰٪ تغییر مکان هدف تعیین گردد.
۲-۷-۳ مرکز جرم بام باید به عنوان محلی نقطه کنترل اختیار گردد. بام خرپشته را نباید به عنوان نقطهٔ کنترل در نظر گرفت. ۳-۷-۳ منحنی ظرفیت باید تبدیل به منحنی چند خطی گردد تا برشی پایه جاری شدن مؤثر سازه Vy و تغییر مکان نظیر آنy ∆ تعیین و از این مقادیر برای محاسبه زمان تناوب اصلی مؤثرTe استفاده شود.

۴-۷-۳ چند خطی کردن منحنی ظرفیت، مطابق شکلی (پا-۲-۱) به نحوی صورت می پذیرد که خط اول از نقطه شروع با شیبی برابر با سختی جانبی مؤثر Keرسم می گردد. سختی جانبی مؤثر Ke برابر سختی سکانت محاسبه شده در برشی پایه نظیر ۶۰٪ برشی پایه جاری شدن مؤثر سازه Vy در منحنی ظرفیت است. برشی پایه جاری شدن مؤثر سازه Vy نباید از حداکثر برشی پایه در نقاط مختلف منحنی ظرفیت بیشتر باشد.
خط دوم نماینده شیب مثبت بعد از جاری شدن سازه است که از نقطه ای به مختصات (d ∆ و ( Vd نقطه ای روی خط اول چنان ترسیم می شود که سطح زیر مدل رفتار دو خطی برابر سطح زیر منحنی رفتار غیرخطی تا نقطه (d ∆ و ( Vd باشد. (d ∆ و ( Vd روی منحنی ظرفیت سازه در تغییر مکان هدف یا در تغییر مکان نظیر برشی پایه حداکثر، هر کدام که کمتر باشد، قرار دارد. خط سوم نماینده شیب منفی بعد از افت مقاومت است که از نقطه انتهای شیب مثبت در منحنی ظرفیت (d ∆ و ( Vd و نقطه ای که در آن برش پایه به ۶۰٪ پایه جاری شدن مؤثر سازه نزول می کند، می گذرد.

شکل پ ۲-۱ چند خطی کردن منحنی ظرفیت

۸-۳ زمان تناوب اصلی ساختمان
زمان اصلی تناوب موثر ساختمان Te با ارابطه زیر محاسبه میشود:
T_e=T_i √(K_i/K_e )

که در آن T_i (بذ حسب ثانیه) زمان تناوب اصلی ارتجاعی است. که با تحلیل مدل سازه با
فرض رفتار خطی بدست میآید. K_i . سختی جانبی ارتجاعی سازه ( شیب خط مماس بر

منحنی ظرفیت سازه در مبدا) در جهت موردنظر و Ke سختی جانبی مؤثر سازه در جهت مورد نظر می باشد (شکل پ-۲ ا)
۹-۳ضریب اضافه مقاومت
ضریب اضافه مقاومت برابر نسبت برشی پایه در هنگام تشکیل سازوکار خمیری کلی در سازه به برشی پایه در هنگام تشکیل اولین مفصل پلاستیک می باشد. در روش تحلیلی استاتیکی غیر خطی، برشی پایه در هنگام تشکیل سازوکار خمیری کلی برابر برشی پایه جاری شدن مؤثر سازه ۷۷فرض می شود. در این روش برای تعیین ضریب اضافه مقاومت، باید کمترین ضریب حاصل از دو توزیع بار جانبی، اختیار شود.
۳-۱۰ تغییر مکان هدف
مقدار تغییر مکان هدف در نقطه کنترل باید با استفاده ااز روش های معتبر محاسبه شود. این مقدار را می توان از رابطه زیر محاسبه کرد.
δ_t=c_0 c_1 s_a 〖T_e〗^۲/〖۴π〗^۲ g
که در آن T_e زمان تناوب اصلی ساختمان برای امتتداد مورد نظر g شتاب ثقل و Sa شتاب طیف در زمان تناوب اصلی موثر است.
C_0=ϕ_(۱,r) (∑_(i=1)^n▒〖w_i ϕ_(۱,j) 〗)/(∑_(i=1)^n▒〖w_i 〖ϕ^۲〗_(۱,i) 〗)

که در ان w_i و ϕ_(۱,j) به ترتیب وزن موثر لرزه ای و مولفه بردار شکل مد اول در تراز i میباشند. ϕ_(۱,r) نیز مولفه بردار شکل مد اول در تراز نقطه کنترل میباشد.
ضریب C1 از روابط زیر محاسبه میشود.
T_e≥T_S □(→┴ ) C_1=1.0
T_e در این رابطه s آپارامتر نوع زمین است که از جدول (۲-۳) در فصل ۲ این استاندارد به دست می آید و Rd نسبت مقاومت است که از رابطه زیر محاسبه می شود.
Sa и /и
Ra =
در این رابطهSa شتاب طیفی به ازای زمان تناوب اصلی مؤثر Te و W وزن مؤثر لرزه ای است. مقدار شتاب طیفی برای زلزله طرح برابر ABI برطبق فصل ۲ این استاندارد است.
۳-۱۱ اثر پیچش

درمورد ساختمان های ≫ انعطاف پذیر پیچشی» که پیچش در مواد اول یا دوم آنها حاکم باشد، الگوهای متداول تحلیل استاتیکی غیرخطی می توانند موجب تخمین کمتر از واقع تغییر مکان ها در سمت سخت (مقاوم) ساختمان گردند. در مورد چنین ساختمان هایی تغییر مکان های سمت سخت (مقاوم) انها باید در مقایسه با ساختمانهای متعادل پیچشی افزایش یابد. در صورتی که از ضریب بزرگنمایی برای تغییر مکان های سمت سخت (مقاوم) استفاده گردد، شرایط مورد نظر این بند را می توان اقناع شده فرضی نمود. این ضریب بزرگنمایی می تواند از تحلیل خطی دینامیکی طیفی مدل سه بعدی ساختمان
به دست اید.
۱۲-۳ معیارهای پذیرش ۱-۱۲-۳ طراحی سازه باید به نحوی انجام شده باشد که مقاومت سازه در نقطه رسیدن به تغییر مکانی معادل ۱۲۵ درصد تغییر مکان هدف، کمتر از برشی پایه جاری شدن مؤثر سازه Vy نباشد. ۲-۱۲-۳ حداکثر تغییر مکان نسبی سازه در تغییر مکان هدف نباید بیشتر از ۱۲۰٪ مقادیر مجاز معرفی شده در بند (۲-۵-۳) این استاندارد باشد. ۳-۱۲-۳ کنترلی مقاومت اعضا در خصوصی تلاش های کنترل شونده توسط تغییر شکل، با توجه به بازتاب های حاصل از تحلیل ضروری نیست. در مورد آن دسته از تلاشها که کنترل آنها با توجه به ضرایب اضافه مقاومت در روشهای تحلیل خطی ضروری است، مقادیر تلاش های حاصل از تحلیل غیرخطی در تغییر مکان هدف را باید بدون ضرب کردن در ضریب اضافه مقاومت مورد استفاده قرار داد. در صورتی که این تلاشها از

ظرفیت کرانه پایین آنها بیشتر نباشد، قابل قبول تلقی می گردد. ۴-۱۲-۳ ارزیابی کفایت ظرفیت اعضا و اتصالات در تحمل تغییرشکلیها و نیروهای نیاز لرزهای بر اساس نتایج مطالعات ازمایشگاهی برای مدل های مشابه ان اعضا و اتصالات انجام گردد. تغییر شکل عضوی که وظیفه تحمل بار ثقلی را دارد نباید بیشتر از هر یک از مقادیر زیر باشد: الف) دو سوم تغییرشکلی که در آن عضو ظرفیت باربری ثقلی را از دست می دهد، و ب) دو سوم تغییرشکلی که در آن مقاومت عضو به کمتر از ۷۰ درصد مقاومت حداکثر آن افت می کند. در مورد تغییر شکل عضوی که وظیفه باربری ثقلی ندارد کافیست شرط (ب) براورده شود. به جای انجام مطالعات آزمایشگاهی می توان از روابط معیار پذیرش ایمنی جانی در نشریه ۳۶۰ معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی نیز برای تعیین ظرفیت تغییر شکل اعضا استفاده نمود.
۱۳-۳ اگر ضریب Rd از مقدار ضریب رفتار سازه تقسیم بر ضریب اضافه مقاومت سازه بیشتر باشد، سازه طراحی شده باید به تأیید شخص حقیقی یا حقوقی مستقل باصلاحیت رسانده شود. در این بررسی، موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد. الف – سازگاری مشخصات سازه با دادههای به کار برده شده در مدل تحلیلی، ب- سازگاری ظرفیتهای اعضای سازه با نتایج به دست آمده از تحلیل،
۴- تحلیلی تاریخچه زمانی غیرخطی
۱-۴ در این روش، تحلیلی دینامیکی سازه با اثر دادن شتاب زمین به صورت تابعی از زمان در تراز پایه و محاسبه پاسخ مدل ریاضی سازه که در برگیرنده رفتار فرا ارتجاعی ان است، انجام می شود. مدل مذکور عمدتا باید با توجه به ضوابط بندهای ۱ و ۲ پیوست حاضر تهیه شده باشد. در این مدل تکیه گاه سازه می تواند صلب فرضی شود. استفاده از فرضیهای مناسب در خصوصی سختی و ظرفیت باربری پی با توجه به ویژگیهای خاک و درنظر گرفتن تکیه گاه انعطاف پذیر برای سازه نیز مجاز است.
۲-۴ شتاب نگاشتهایی که در تعیین اثر حرکت زمین مورد استفاده قرار می گیرند باید تا حد امکان نمایانگر حرکت واقعی زمین در محل احداث بنا، در هنگام وقوع زلزله، باشند. برای نیل به این هدف لازم است حداقل سه زوج شتاب نگاشت متعلق به

مؤلفههای افقی سه زلزله مختلف ثبت شده که دارای ویژگیهای مذکور در بند (۱-۳-۵-۲) این استاندارد باشند، انتخاب گردند. در مواردی که تعداد مورد نیاز از زوج شتاب نگاشتهای مناسب ثبت شده در دسترس نباشد، می توان از زوج شتاب نگاشتهای شبیه سازی شده مناسب برای تکمیل تعداد آنها استفاده کرد. زوج شتاب نگاشتهای انتخاب شده باید به روش مذکور در بند (۲-۵-۳-۲) این استاندارد به مقیاسی درآورده
شوند. لیکن در این محاسبات، طیف طرح باید طیف طرح استاندارد تعریف شده در بند
(۲-۱-۴-۲) بدون اعمال عکس ضریب رفتار ۱/Ru))در نظر گرفته شود.
۳-۴ ترکیب اثر زلزله با بارهای ثقلی
در این تحلیلی، اثر زلزله در دو امتداد افقی با استفاده از زوج شتاب نگاشتها اعمالی می شود. ضمناً لازم است در هنگام اثر زلزله بارهای ثقلی نیز مطابق بند ۱ این پیوست به مدل سازه اعمال شود. اثر P-∆ نیز در انجام این تحلیل باید در نظر گرفته شود.
تبصره: در مورد ساختمانهای منظمی که دارای یک یا چند ستون مشترک بین دو یا چند قاب سیستم باربر جانبی در جهات مختلف نباشند، می توان تحلیلی را در هر امتداد اصلی افقی به طور مستقلی انجام داد. در این حالت شتاب نگاشتهای انتخاب شده باید شرایط مذکور در بند (۴-۲) را دارا باشند، لیکن در مقیاس نمودن آنها دیگر نیازی به تهیه طیف جذر مجموع مربعات زوج مؤلفهها نبوده و شتاب نگاشتهای انتخابی باید با مقایسه طیف پاسخ آنها با طیف طرح مقیاسی شوند.
۴-۴ پارامترهای بازتاب سازه
در تحلیل تاریخچه زمانی بازتاب نهایی سازه شامل تلاش های ایجاد شده در اعضا، تغییر شکل اعضا و تغییر مکان جانبی نسبی طبقات در هر لحظه برابر با حداکثر بازتابهای به دست آمده از تحلیل با سه زوج شتاب نگاشت اعمالی به سازه می باشد. در این روش تحلیلی، در صورت استفاده از حداقل هفت زوج شتاب نگاشت می توان مقدار متوسط بازتابهای به دست آمده از آنها را به عنوان بازتاب نهایی تلقی کرد.
۴-۴-۱ مقاومت اعضا در این روش کنترل مقاومت اعضا در خصوص تلاش های کنترل شونده توسط تغییر شکل، با توجه به بازتابهای حاصل از تحلیل ضروری نیست. در مورد آن دسته از

تلاش ها که کنترل آنها با توجه به ضرایب اضافه مقاومت در روشهای تحلیل خطی ضروری است، مقادیر تلاش های حاصل از تحلیل غیرخطی را باید بدون ضرب کردن در ضریب اضافه مقاومت مورد استفاده قرار داد. در صورتی که این تلاشها از ظرفیت کرانه
۴- ۲-۴ تغییر شکلی اعضا
ارزیابی کفایت ظرفیت اعضا ۹ اتصالات دار تحمل تغییرشکلیها ۹ نیروهای نیاز لرزهای اساس نتایج مطالعات آزمایشگاهی برای مدلهای مشابه آن اعضا و اتصالات انجام گردد. تغییر شکل عضوی که وظیفه تحمل بار ثقلی را دارد، نباید بیشتر از هر یک از مقادیر زیر باشد: الف) دو سوم تغییرشکلی که در آن عضو ظرفیت باربری ثقلی را از دست می دهد،
آن افت می کند. در مورد تغییرشکل عضوی که وظیفه باربری ثقلی ندارد، کافیست شرط (ب) برآورده شود. به جای انجام مطالعات آزمایشگاهی می توان از روابط معیار پذیرش ایمنی جانی در نشریه ۳۶۰ معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی برای تعیین ظرفیت
تغییر شکلی اعضا استفاده نمود.
۴-۴-۳ تغییر مکان جانبی نسبی طبقات
تغییر مکان جانبی نسبی طبقات حاصل از تحلیلی غیر خطی نباید از ۱۲۰٪ مقدار مجاز
معرفی شده دار بینال (۲-۵-۳) این استاندارد تجاوز نماید.
۵-۴ سازه طراحی شده بر اساس تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی باید به تأیید شخصی حقیقی یا حقوقی مستقل باصلاحیت رسانده شود. در این بررسی، موارد زیر باید مورد
توجه قرار گیرد.
الف – شتابنگاشتهای به کار گرفته شده در تحلیلی،
ب – سازگاری مشخصات سازه با دادههای به کار برده شده در مدل تحلیلی،
پ – سازگاری ظرفیتهای اعضای سازه با نتایج به دست آمده از تحلیل.