اثر پی دلتا در زلزله‌های با مدت تداوم طولانی و کوتاه بر روی تغییرمکان پسماند و ظرفیت فروریزش سازه‌های یک درجه آزادی

در تحلیل سازه، اثر پیدلتا به تغییرات نیروهای داخلی ناشی از لنگر حاصلضرب بار ثقلی (پی) در تغییرمکان جانبی سازه در اثر زلزله (دلتا) گفته می‌شود. اهمیت اثر پیدلتا هنگامی که پاسخ سازه در ناحیه خطی است می‌تواند قابل چشم‌پوشی باشد، اما این اثر با ورود پاسخ سازه به ناحیه غیرخطی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. از طرف دیگر مدت دوام زمین‌لرزه زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که در تحلیل‌های غیرخطی اثر پیدلتا نیز لحاظ شود. در این تحقیق جهت بررسی میزان تاثیر مدت دوام زلزله و اثر پیدلتا به‌طور هم‌زمان، الگوریتمی در نرم‌افزار متلب پیاده‌سازی شد که با بکارگیری نرم‌افزار اپن‌سیس، سیستم‌های الاستوپلاستیک را تحت شرایط بار ثقلی مختلف مدل‌سازی نموده و سپس آن‌ها را تحت تحلیل‌های دینامیکی خطی و غیرخطی، تحت نگاشت‌های با مدت دوام طولانی و کوتاه قرار می‌دهد. نتایج این مطالعه نشان داد که در تمام موارد تعداد فروریزش‌ها تحت نگاشت‌های با مدت دوام طولانی نسبت به جفت نگاشت‌های با مدت دوام کوتاه، حدود 2 برابر است. همچنین تعداد فروریزش‌ها با افزایش شکل‌پذیری و شاخص پایداری افزایش ولی با افزایش دوره تناوب سازه کاهش می‌یابد. علاوه بر این، افزایش مدت دوام زلزله تاثیر چندانی بر افزایش تغییرمکان پسماند سازه نداشته است ولی در اثر غیرخطی شدن سازه و اثر ثقل، فراوانی مقادیر تغییرمکان‌های پسماند بزرگ، افزایش پیدا می‌کند.

P-Delta Effect on Residual Displacement and Collapse Capacity of SDOF Systems during Long and Short Duration Earthquakes

In structural analysis, PDelta effect refers to the changes in internal forces due to PDelta moment which can be found by multiplying gravity load (P) by the lateral displacement of structure for earthquake lateral load (Delta). The influence of PDelta in elastic response of structures is ignorable, but PDelta effect should be given more attention when the structure responds in inelastic range. On the other hand, the influence of ground motion duration is magnified when PDelta effect is considered in the structural analysis. In this paper, to consider the simultaneous effect of ground motion duration and PDelta effect, an algorithm is implemented in MATLAB which employs OPENSEES for linear and nonlinear dynamic analysis of elastoplastic systems subjected to long and shortduration records. The analysis results indicate that the frequency of structural collapse for longduration ground motions is about twice of shortduration ground motions. The frequency of collapse also increases when ductility and stability index increase, but decreases when the period of structure increases. Furthermore, the increase of ground motion duration has no influence on the residual displacement of structures, but nonlinear behavior of structures and gravity load effect increase the residual displacements.