دستورالعمل جامع نحوه اعمال بار زلزله در نرم افزارهای SAP2000 و ETABS2000 با روش تحلیل طیفی Design Instructions: Apply Earthquake Loading In Sap2000 & Etabs2000 Based On Response-Spectrum Dynamic Analysis Method

کلیاتی در مورد انجام آنالیز دینامیکی

به صورت کلی روشهای اعمال بارگذاری زلزله را می توان به دو روش تحلیل استاتیکی معادل و تحلیل دینامیکی تقسیم نمود. تحلیل دینامیکی نیز خود به دو روش تحلیل طیفی و نیز تحلیل تاریخچه زمانی قسمت می شود. همچنین روش تحلیل طیفی نیز خود به دو شیوه با استفاده از طیف بازتاب آیین نامه ای و نیز با استفاده از طیف ساختگاه تقسیم بندی می شود.

روش استاتیکی معادل با فرض توزیع یکنواخت سختی و گاهی نیز توزیع خطی نیرو در طبقات مشخص می شود. این روش بر اساس پریود مد اصلی سازه (معمولا مد اول سازه)  نیروی زلزله را محاسبه می کند و از در نظر گرفتن اثرات پریود مدهای بالاتر صرفه نظر می کند، لیکن این ضعف در تحلیل دینامیکی وجود ندارد. به همین دلیل است که آیین نامه ها در جایی که لازم بدانند که در ادامه به آن اشاره خواهد شد، آنالیز دینامیکی را اجباری می کنند. در اینجا به مراحل انجام این نوع آنالیز اشاره می شود.

مراحل کلی انجام آنالیز دینامیکی طیفی

برای انجام آنالیز دینامیکی طیفی لازم است پس از مدلسازی و تعیین مشخصات و اعمال بارگذاری مراحل ذیل صورت می پذیرد:

اول) تعریف وزن لرزه ای و اعمال آن در نرم افزار

دوم) تعریف دیافراگم

سوم) بررسی نامنظمی در سازه ها

چهارم) بررسی لزوم انجام آنالیز دینامیکی طیفی

پنجم) آنالیز به روش استاتیکی معادل (با استفاده از روش دستی و یا با استفاده از نرم افزار)

ششم) پخش نیروی زلزله در ارتفاع

هفتم) مشخص کردن تعداد مدهای لازم جهت انجام آنالیز مودال

هشتم) انجام آنالیز مودال

نهم) تعریف نمودار طیف (قابل تعریف توسط خود نرم افزار و یا قابل تعریف توسط فایل خروجی)

دهم) تعریف روش ترکیبات اثر مدها

یازدهم) انجام آنالیز طیفی

دوازدهم) انجام تحلیل و طراحی اولیه

سیزدهم) همپایه سازی برش پایه طیفی با استفاده از برش پایه به روش استاتیکی معادل با اصلاح ضریب انجام انالیز دینامیکی

چهاردهم) انجام تحلیل مجدد و کنترل طراحی سازه با توجه به تغییرات ضرایب (در صورت تغییر در طراحی مراحل ششم تا نهم تکرار شود.)

پانزدهم)  بررسی متناسب بودن نسبت برش پایه استاتیکی به برش پایه دینامیکی

گام اول: تعیین وزن لرزه ای

این مرحله اولین قدم در انجام یک آنالیز دینامیکی محسوب می شود. در گام می بایست برای نرم افزار مشخص شود که در هنگام زلزله جرم موثری که سازه دارا می باشد، به چه میزان بوده و نیز به چه شکل بدست می آید.

تعریف وزن لرزه ای طبق آیین نامه زلزله استاندارد  2800

با توجه به اینکه نیروی زلزله از حاصلضرب نیرو در شتاب بدست می آید، روابط زیر قابل استحصال می باشد.

لذا در اولین قدم می بایست وزن لرزه ای سازه یا همان وزنی که متصور است در هنگام زلزله سازه با آن وزن شتاب ناشی از زلزله را تحمل کند، تعیین گردد.

برای این امر به صریح متن آیین نامه استاندارد 2800 در ذیل توجه گردد.

گام دوم : تعریف دیافراگم

تعریف دیافراگم به نحوه پخش نیروهای زلزله در هر طبقه سازه، بر می گردد. لذا می توان بیان داشت تعیین لزوم  تعریف دیافراگم صلب جزئی مهم در قدمهای اولیه کار می باشد.

گام سوم: بررسی نامنظمی در سازه ها

یکی از مهمترین مباحثی که در تحلیل و طراحی سازه ها و نوع برخورد با آنها مهم است مساله نا منظمی در پلان و ارتفاع می باشد. این گام  مربوط به این معنا می شود.

بررسی نامنظمی در سازه ها طبق آیین نامه زلزله ایران، استاندارد 2800

بررسی نامنظمی سازه ها جهت تشخیص ضرورت انجام آنالیز دینامیکی نقش مهمی ایفا می کند چراکه یکی از ملاکهای اصلی در اجبار آیین نامه ها به  انجام آنالیز دینامیکی وجود نامنظمی در پلان و یا در ارتفاع در سازه می باشد. لذا در اینجا ابتدا نمودار مربوط به انواع سازه های نامنظم نشان داده می شود (نمودار 2) و بعد صریح متن آیین زلزله ایران در این رابطه آورده می شود (صریح متن 1). همچنین متن صریح آیین نامه ASCE-7-10  در (صریح متن 2) و همچنین بعضی از انواع اشکال سازه های نامنظم در شکل 1 نشان داده می شود. در شکل 2 ساختار انواع نا منظمی ها در سازه ها طبق آیین نامه سازه های صنعت نفت (ویرایش دوم) نشان داده شده است. توجه دقیق به انواع این نامنظمی ها و بررسی آنها بسیار لازم بوده و لازم به تذکر است نرم افزارهای SAP2000 وETABS2000  به صورت مستقیم این بررسیها را انجام نمی دهند. لذا مهندس خود می بایست با استفاده از هندسه مدل و نتایج خروجی نرم افزار بررسی های فوق را انجام دهد.

تعریف نوع نامنظمی در نرم افزار SAP2000

تشخیص یا تعریف نامنظمی پلان و ارتفاع توسط خود نرم افزار  به صورت خودکار امکان پذیر نیست. اما میتوان با استفاده از خروجی های نرم افزار مانند تغییر مکانهای دیافراگم ها و حتی انجام آنالیز های جانبی مانند  محاسبه مرکز سختی هر طبقه نسبت به تشخیص منظم یا نامنظم بودن سازه اقدام نمود.

تعریف دیافراگم در نرم افزار ETABS2000

تشخیص یا تعریف نامنظمی پلان و ارتفاع توسط خود نرم افزار  به صورت خودکار امکان پذیر نیست. اما میتوان با استفاده از خروجی های نرم افزار مانند تغییر مکانهای دیافراگم ها و حتی انجام آنالیز های جانبی مانند  محاسبه مرکز سختی هر طبقه نسبت به تشخیص منظم یا نامنظم بودن سازه اقدام نمود.

گام چهارم: بررسی لزوم انجام آنالیز دینامیکی

این گام، یکی از گامهای اصلی این پروسیجر یا رویه می باشد. در این گام اصولاً لزوم انجام آنالیز دینامیکی بررسی می شود.

دیدگاه آیین نامه آیین نامه ASCE/SEI-7-10  در رابطه با لزوم انجام آنالیز دینامیکی

برای بررسی ملزومات آیین نامه  ASCE-7-10  نسبت ابتدا می بایست با پارامترهای ذیل تعریف شوند. بقیه پارامترها در ادامه توضیح داده خواهد شد.

تعیین پریود سازه Ta

در ادامه می بایست پریود سازه محاسبه شود. برای این منظور می بایست به بند  12.8.2آیین نامه ASCE مراجعه نمود. در عین حال محاسبات مربوط به پریود تقریبی که قابل استناد می باشد، در صریح متن آمده شده است.

در ادامه می بایست ضرایب S1 و SS تعیین گردد. این مرحله یکی از بحث برانگیزترین نقاط کلیدی آیین نامه برای استفاده از این آیین نامه در کشور می باشد. برای این منظور می بایست یا به نقشه های پهنه بندی لرزه ای مراجعه نمود که متاسفانه برای کشور ایران هنوز تهیه نشده است و یا می توان به گزارش مکانیک خاک توجه نمود.

تعیین پارامترهای شتاب طیفی یا  SS و  S1

تعیین نوع طبقه بندی زمین یا Site Class

در ادامه می بایست نوع طبقه بندی زمین معلوم گردد. این اقدام با بررسی سرعت موج برشی  در زمین مشخص می گردد.

در ادامه می بایست با توجه به معلوم بودن SS  و S1 و Site Class نسبت به تعیین Fa  و Fv از جدول ذیل اقدام نمود.

تعیین میزان ضرایب منطقه یاFa/Fv Site Coefficient

در ادامه می بایست با توجه به معلوم بودن SMS  و SM1 را با توجه به رابطه ذیل بدست آورد.

تعیین ضرایب SMS  و SM1

تعیین ضرایب SDS  و SD1

در ادامه می بایست با توجه به معلوم بودن SDS  و SD1 را با توجه به رابطه ذیل بدست آورد. نکته بسیار مهم آنست که اگر نتایج را با آیین نامه زلزله ایران استاندارد 2800 مقایسه شود می بایست رابطه ذیل برقرار شود:

حال با توجه به جدول ذیل دسته بندی خطر یا Risk Category سازه مورد بررسی مشخص می شود.

تعیین ضریب خطر پذیری یا Risk Catagory

حال با توجه دانستن Risk Category و SDS و SD1   دسته بندی از نقطه نظر طراحی لرزه ای  یا Seismic Desige Category  سازه مورد بررسی مشخص می شود.

تعیین گروه بندی طراحی لرزه ای یا Seismic Design Category

حال با توجه دانستن Seismic Design Category   ، ارتفاع سازه مورد نظر ، پریود سازه و شرایط نامنظمی سازه مورد بررسی می توان از جدول ذیل نوع  تحلیل برای سازه مورد نظر را مشخص نمود.

تعیین روش مجاز آنالیز زلزله طبق آیین نامه ASCE/SEI-7-10

دیدگاه آیین نامه زلزله ایران استاندارد 2800 در رابطه با لزوم انجام آنالیز دینامیکی

هر چند که انجام آنالیز دینامیکی برای هر نوع سازه ای مجاز می باشد، لیکن منطقی آنست که قبل از شروع انجام آنالیز دینامیکی از لزوم انجام آن برای سازه اطلاع حاصل شود. به عنوان مثال آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله ایران استاندارد 2800 ویرایش سوم، در این رابطه بیان می دارد که هر چند انجام آنالیز دینامیکی می تواند برای هر نوع ساختمانی مطرح باشد، لیکن برای ساختمانهای نامنظم بیش از 5 طبقه و یا برای ساختمانهای نامنظم بلندتر از 18 متر و نیز در ساختمانهای منظم بلندتر از 50 متر، انجام آنالیز دینامیکی، الزامی است. پر واضح است در اینجا مفهوم نامنظمی نقش مهمی را ایفا می کند. انواع نامنظمی با توجه به آیین نامه زلزله ایران با توجه به نمودار 2 می باشد. در نتیجه مهندس می بایست سازه خود را چه از نظر نامنظمی در پلان و چه از نظر نامنظمی در ارتفاع بررسی کند و نیز با توجه به ارتفاع آن لزوم انجام آنالیز دینامیکی را تشخیص دهد. در رابطه با ضرورت انجام آنالیز دینامیکی می توان به عواملی چون ارتفاع سازه، نامنظمی آن و نیز اهمیت آن اشاره کرد. آنچه مشخص است این روش را برای تمامی ساختمانها می توان به کار برد. در بین روشهای فوق روش بارگذاری استاتیکی معادل همراه با روش تحلیل دینامیکی طیفی با استفاده از طیف بازتاب کاربرد بیشتری دارد. نکته مهم آنست که جهت انجام همپایه سازی نتایج آنالیز دینامیکی طیفی ، انجام آنالیز استاتیکی معادل نیز صورت می پذیرد. حال که از وضعیت نامنظمی سازه اطمینان اطلاع حاصل شد می توان به شرایط لزوم انجام آنالیز دینامیکی اشاره نمود. صریح متن آیین نامه زلزله ایران استاندارد 2800 ، در  رابطه با لزوم انجام آنالیز استاتیکی و دینامیکی در(صریح متن 3 ) آمده است. همچنین چکیده مفهوم آن در فلوچارت مربوط به آیین نامه زلزله ایران استاندارد 2800 در نمودار 3 آمده است.

تشخیص روش صحیح انجام آنالیز  زلزله  در نرم افزارSAP2000

هر چند برنامه قادر به انجام هر یک از روشهای مطرح شده در مورد انجام آنالیز زلزله (استاتیکی معادل، دینامیکی طیفی و دینامیکی تاریخچه زمانی)  می باشد، لیکن برنامه قادر به تشخیص روش صحیح بارگذاری جانبی زلزله بر اساس آیین نامه ها از میان روشهای مطرح شده، نمی باشد.

تشخیص روش صحیح انجام آنالیز  زلزله  در نرم افزارETABS2000

هر چند برنامه قادر به انجام هر یک از روشهای مطرح شده در مورد انجام آنالیز زلزله (استاتیکی معادل، دینامیکی طیفی و دینامیکی تاریخچه زمانی)  می باشد، لیکن برنامه قادر به تشخیص روش صحیح بارگذاری جانبی زلزله بر اساس آیین نامه ها از میان روشهای مطرح شده، نمی باشد.

گام پنجم: انجام آنالیز استاتیکی معادل و تعیین برش پایه

یک از گامهای مهم بدست آوردن برش پایه در جهت هم پایه سازی است.

آنالیز استاتیکی معادل و تعیین برش پایه زلزله طبق آیین نامه ASCE-07-10

نمودار جریان آیین نامه ASCE

تعیین ضریب R

تعیین ضریب Ie

تعیین ضریب CS

تعیین برش پایه V

تعیین برش پایه زلزله طبق آیین نامه زلزله ایران ، استاندارد 2800

تعیین گروه بندی ساختمانها بر اساس اهمیت

تعیین نسبت شتاب مبنای طرح

تعیین ضریب بازتاب ساختمان

تعیین طبقه بندی نوع زمین

تعیین زمان تناوب اصلی سازه

تعیین ضریب اهمیت سازه

صریح متن  29 - جدول تعیین ضریب اهمیت سازه، طبق آیین نامه زلزله ایران، استاندارد 2800

تعیین ضریب رفتار ساختمان

تعیین نیروی برش پایه

اعمال نیروی زلزله و تعیین برش پایه در نرم افزار SAP2000

برنامه این قابلیت را دارد که بر اساس آیین نامه های مختلف بارگذاری جهان و با گرفتن پارامترهای لازمه به صورت خودکار نیروی زلزله را محاسبه و در ارتفاع پخش کند. در رابطه با اعمال نیروی زلزله بر اساس آیین نامه زلزله باید اشاره کرد که با توجه به عدم وجود این آیین نامه در فهرست آیین نامه های نرم افزارهای شرکت CSI ، لذا لازم است این بارگذاری به شیوه دستی و یا با استفاده از روش User  Coefficient و یا User Loads صورت پذیرد. در گام بعدی این مطلب تشریح می گردد.

اعمال نیروی زلزله و تعیین برش پایه در نرم افزار ETABS2000

برنامه این قابلیت را دارد که بر اساس آیین نامه های مختلف بارگذاری جهان و با گرفتن پارامترهای لازمه به صورت خودکار نیروی زلزله را محاسبه و در ارتفاع پخش کند. در رابطه با اعمال نیروی زلزله بر اساس آیین نامه زلزله باید اشاره کرد که با توجه به عدم وجود این آیین نامه در فهرست آیین نامه های نرم افزارهای شرکت CSI ، لذا لازم است این بارگذاری به شیوه دستی و یا با استفاده از روش User  Coefficient و یا User Loads صورت پذیرد. در گام بعدی این مطلب تشریح می گردد.

گام ششم: پخش نیروی زلزله در ارتفاع

نحوه اعمال و پخش نیروهای زلزله در ارتفاع سازه از نکات مهم و حائز اهمیت می باشد.

روشهای پخش بار زلزله در ارتفاع با استفاده از آیین نامه زلزله ایران استاندارد 2800

روشهای پخش بار زلزله در ارتفاع با استفاده از آیین نامه ASCE7-10

انواع روش در تعریف نیروی زلزله در نرم افزار

انواع روش برای اعمال نیروی زلزله در نرم افزار به شیوه استاتیکی معادل به چهار روش می باشد. هر یک از این روشها برای محاسبه نیروی زلزله به روش استاتیکی معادل با توجه به محدودیتهای خود می تواند مورد استفاده قرار گیرد. از این روش برای محاسبه برش پایه جهت هم پایه سازی استفاده می شود.

انواع  مختلف آیین نامه ها در نرم افزار

آیین نامه ها در نرم افزار به دو شکل آیین نامه های طراحی یا بارگذاری می باشند. انواع آیین نامه ها در نرم افزارهای SAP2000 و ETABS2000 به شکل زیر در نرم افزار تعیین می گردند. روشهای مختلف پخش بار زلزله در نرم افزار به شیوه استاتیکی معادل

در این قسمت به معرفی چهار شیوه اعمال بار در نرم افزار پرداخته می شود.

با استفاده از آیین نامه

به روش User Coefficient

به روش User Loads

روش عمومی

در این روش تنها به تعریف زلزله به صورت کلی و بدون مشخص کردن هر نوع آیین نامه زلزله ، عمل می گردد. سپس مرکز جرم هر طبقه تعیین شده و دیافراگم برای هر طبقه مشخص می گردد. در انتها نیروهای زلزله هر طبقه که قبلا محاسبه شده اند به صورت تک تک به مرکز جرم هر طبقه اختصاص داده می شود. این روش جز در موارد خاص کاربرد کمتری دارد. مانند انتقال مدل از نرم افزار ETABS به SAP که نیروی زلزله آن به این شکل وارد نرم افزار می شود.

روش اعمال بارگذاری زلزله و پخش آن در ارتفاع  در نرم افزار SAP2000

برای این منظور میتوان از هر یک از چهار روش ذکر شده در قسمت قبل استفاده نمود.

روش اعمال بارگذاری زلزله و پخش آن در ارتفاع  در نرم افزار ETABS2000

برای این منظور میتوان از هر یک از چهار روش ذکر شده در قسمت قبل استفاده نمود.

گام هفتم: تعیین مدهای لازم جهت انجام آنالیز مودال

تعیین تعداد مد لازم برای انجام آنالیز مودال طبق آیین نامه ASCE7-10

تعیین تعداد مد لازم برای انجام آنالیز مودال طبق استاندارد 2800

بررسی کفایت تعداد مد لازم جهت انجام آنالیز طیفی در نرم افزار SAP2000

بررسی کفایت تعداد مد لازم جهت انجام آنالیز طیفی در نرم افزار ETABS2000

گام هشتم: انجام آنالیز مودال

در اینجا اصول انجام آنالیز مودال و نیز نحوه انجام آنالیز مودال در نرم افزار توضیح داده می شود.

چگونگی انجام آنالیز مودال بر طبق آیین نامه ASCE/SEI-07-10

چگونگی انجام آنالیز مودال بر طبق آیین نامه زلزله ایران، استاندارد 2800

روش انجام آنالیز مودال مستقل از نوع آیین نامه می باشد.

چگونگی انجام آنالیز مودال در نرم افزار SAP2000

چگونگی انجام آنالیز مودال در نرم افزار ETABS2000

گام نهم: تعریف طیف

چگونگی ترسیم نمودار طیف و معرفی آن به نرم افزار از اصلیترین گامهای انجام آنالیز دینامیکی است.

روش تعریف طیف بر طبق آیین نامه ASCE-7-10

روش تعریف طیف بر طبق آیین نامه زلزله ایران استاندارد 2800:

روشهای مختلف تعریف طیف در نرم افزار جهت انجام آنالیز دینامیکی طیفی

تعریف طیف به شیوه تعریف نقطه به نقطه

تعریف طیف  با استفاده از فایل متنی

تعریف طیف با استفاده از آیین نامه های پیش فرض

چگونگی تعریف طیف در Excel و تهیه فایل متنی برای نرم افزار

چگونگی تعریف طیف آیین نامه زلزله استاندارد 2800 در SAP2000

چگونگی تعریف طیف آیین نامه زلزله استاندارد 2800 در  ETABS2000

چگونگی تعریف طیف در آیین نامه ASCE/SEI-07-10 درSAP2000

چگونگی تعریف طیف در آیین نامه ASCE/SEI-07-10 درETABS2000

گام دهم: روش ترکیب اثر مدها

روش ترکیب اثر مدها با استفاده از آیین نامه ASCE-7-10

روش ترکیب اثر مدها با استفاده از آیین نامه زلزله ایران، استاندارد 2800

گام یازدهم: انجام آنالیز طیفی

این گام گام اصلی و هدف نهایی گامهای قبلی است.

دیدگاه آیین نامه ASCE-7-10 در رابطه با انجام تحلیل طیفی

اصول انجام تحلیل طیفی از نوع آیین نامه مستقل بوده و برای انجام آن به مراحل آن  تحت آیین نامه 2800  توجه داد.

دیدگاه آیین نامه زلزله ایران استاندارد 2800 رابطه با انجام تحلیل طیفی

چگونگی تعریف حالات زلزله طیفی در نرم افزارهای  SAP2000

چگونگی تعریف حالات زلزله طیفی در نرم افزارهای ETABS2000

گام دوازدهم: انجام تحلیل و طراحی اولیه

با توجه به وابستگی نتایج تحلیل به سختی نسبی مقاطع می بایست تحلیل و طراحی اولیه صورت پذیرد.

انجام تحلیل در نرم افزار درSAP2000

انجام تحلیل در نرم افزار در ETABS2000

انجام طراحی در نرم افزار در SAP2000

انجام طراحی در نرم افزار در ETABS2000

گام سیزدهم: همپایه سازی

یکی از مهمترین گامهای باقیمانده همپایه سازی برش پایه دینامیکی و استاتیکی می باشد.

همپایه سازی با استفاده از آیین نامه ASCE-7-10

همپایه سازی   با استفاده از آیین نامه زلزله ایران استاندارد 2800

نحوه بدست آوردن  و اعمال ضریب  همپایه سازی در نرم افزار SAP2000

نحوه بدست آوردن  و اعمال ضریب  همپایه سازی در نرم افزار ETABS2000

چگونگی فراخوانی نتایج برش پایه طیفی و استاتیکی  در نرم افزارهای  SAP2000

چگونگی فراخوانی نتایج برش پایه طیفی و استاتیکی  در نرم افزارهای ETABS2000

مقایسه نتایج برش پایه طیفی و استاتیکی  در نرم افزارهایSAP2000 و  ETABS2000 از مدل مشابه

گام چهاردهم: انجام تحلیل و طراحی مجدد

گام پانزدهم: بررسی نسبت برش پایه  استاتیکی و دینامیکی

گام نهایی بررسی نسبت برش پایه استاتیکی و دینامیکی می باشد. در صورت نیاز باید روند تحلیل و طراحی تکرار شود.

بررسی نسبت برش پایه استاتیکی و دینامیکی  در نرم افزار  SAP2000 و ETABS2000

General About Performing Dynamic Analysis

In general, earthquake loading methods can be divided into two methods: static analysis and dynamic analysis. Dynamic analysis itself is divided into two methods of spectral analysis and time history analysis. Spectral analysis method is also divided into two methods using the reflectance spectrum and also using the spectrum of the site.

The static method is equivalent to assuming a uniform distribution of hardness, and sometimes the linear distribution of force in the classes is determined. This method calculates the earthquake force based on the main mode of the main structure of the structure (usually the first mode of the structure) and considers the effects of the period of higher modes, but this weakness does not exist in dynamic analysis. That is why the rules require dynamic analysis where it is necessary to know what will be referred to below. Here are the steps to do this type of analysis.

General steps of performing dynamic spectral analysis

In order to perform dynamic spectral analysis, it is necessary to perform the following steps after modeling and determining the specifications and loading procedures:

First, the definition of seismic weight and its application in software

Second) Define the diaphragm

Third) Irregularities in structures

Fourth) The necessity of performing dynamic spectral analysis

Fifth) Static equivalent analysis (using manual method or using software)

VI) Earthquake force distribution at altitude

Seventh) Determine the number of necessary modalities for modal analysis

Eighth) Modal analysis

Ninth) Definition of the spectrum chart (to be defined by the software itself or can be defined by the output file)

Tenth) Definition of the method of combining the effects of mods

Eleventh) Perform Spectral Analysis

Twelfth) Initial analysis and design

Thirteenth) Comparison of the basis of the spatial cut using a basic cut in a static method equivalent to the correction coefficient of the dynamic analysis

Fourteenth) Perform a re-analysis and design control of the structure with respect to the variation of the coefficients (if changed in the design of steps 6 to 9).

Fifteen) Investigate the proportionality of the static base cutting ratio to the dynamic base cutting

Step 1: Determine Seismic Weight

This step is the first step in performing a dynamic analysis. In step, it should be determined for the software that during the earthquake the amount and structure of the structure is effective.

Seismic weight definition according to standard 2800 earthquake regulations

Given the fact that the earthquake force is obtained from the product of the force in the acceleration, the following relationships can be distinguished.

Therefore, in the first step, the seismic weight of the structure, or the weight that is supposed to withstand, during the earthquake of the structure, should be determined by the weight of the acceleration due to the earthquake.

For this purpose, please note explicitly the text of the standard 2800 standard below.

Step Two: Define the Shutter

The definition of the diaphragm is based on the distribution of earthquake forces in each structural class. Therefore, it can be stated that determining the necessity of defining an important rigid diaphragm is important in the initial steps of the work.

Step Three: Irregularities in Structures

One of the most important issues that is important in the analysis and design of structures and the type of dealing with them is the problem of irregularity in plan and height. This is the step in this sense.

Investigation of irregularities in structures according to Iran's earthquake regulations, Standard 2800

The irregularity of the structures to play a role in determining the necessity of performing dynamic analysis plays an important role since one of the main criteria for enforcing the rules is to carry out dynamic analysis of irregularities in the plan or in the height of the structure. So here, first, the diagram is shown for various irregular structures (Fig. 2) and the explicit text of the earthquake text of Iran is given in this regard (explicit text 1). The clear text of ASCE-7-10 as well as some forms of irregular structures is shown in Fig. 1. In Figure 2, the structure of various types of disruptions in structures is illustrated in accordance with the regulations of the oil industry structures (second edition). It is very necessary to pay close attention to these types of irregularities and to note that the SAP2000 and ETABS2000 software do not directly investigate these. Therefore, the engineer should perform the above studies using the model geometry and output results of the software.

Define an irregular type in the SAP2000 software

The irregularity of the plan and height is not determined automatically by the software itself. But it can be done using software outputs such as changing diaphragm locations and even performing lateral analyzes such as calculating the hardness of each floor compared to regular or irregularity of the structure.

Define aperture in ETABS2000 software

The irregularity of the plan and height is not determined automatically by the software itself. But it can be done using software outputs such as changing diaphragm locations and even performing lateral analyzes such as calculating the hardness of each floor compared to regular or irregularity of the structure.

Step Four: Analyzing the Need for Dynamic Analysis

This step is one of the main steps in this process or procedure. In this step, basically, the need for dynamic analysis is examined.

The Viewpoint of the ASCE / SEI-7-10 Code of Conduct on the Need for Dynamic Analysis

To examine the requirements of ASCE-7-10, the ratio must first be defined with the following parameters. The rest of the parameters will be explained below.

Determine the period of the structure of Ta

The period of the structure should then be calculated. To this end, you should refer to clause 12.8.2 of the ASCE Code. At the same time, calculations of the approximate period that can be cited are explicitly stated in the text.

In the following, the coefficients S1 and SS must be determined. This stage is one of the most controversial points of the Code for the use of this Code in the country. For this purpose, we need to refer to seismic zoning maps that, unfortunately, have not been prepared for Iran, or soil mechanics can be considered.

Determine the spectral acceleration parameters, SS and S1

Determine the type of site classification

In the following, the type of land classification should be determined. This measure is determined by examining the shear wave velocity on the ground.

The following table should be applied to the determination of Fa and Fv in the light of the fact that SS, S1 and Site Class are known.

Determine the coefficients of the area or Fa / Fv Site Coefficient

In the following, the SMS and the SM1 should be known in the light of the following relationship.

Determine the SMS and SM1 coefficients

Determination of SDS and SD1 coefficients

In the following, the SDS and SD1 should be known according to the following relationship. A very important point is that if the results are compared with Iran Standard 2800 Earthquake Regulation, the following relationship should be established:

Now, according to the table below, the hazard classification or the Risk Category of the structure under consideration is determined.

Determine risk factor or Risk Catagory

Now considering Risk Category and SDS and SD1, the classification is determined from the Seismic Desige Category design point of view.

Seismic Design Category

Now considering the Seismic Design Category, the height of the desired structure, the structure period and irregular conditions of the structure, the following table shows the type of analysis for the proposed structure.

Determine the permitted earthquake analysis method according to ASCE / SEI-7-10

The Viewpoint of Iranian Standard Sequence Standard 2800 Regarding the Need for Dynamic Analysis

Although dynamic analysis is permissible for any type of structure, it is logical that a dynamic analysis be performed prior to the start of a dynamic analysis of the need for the structure to be realized. For example, the Building Design Standard for Iran's Standard 2800 Third Edition, in this regard, states that although dynamic analysis can be carried out for any type of building, however, for irregular buildings of more than 5 floors or for irregular buildings Longer than 18 meters and in regular buildings above 50 meters, dynamic analysis is required. It is clear that here the irregular concept plays an important role. Irregular types are according to the Iranian earthquake rules according to Fig. 2. As a result, the engineer should examine his structure either irregularly in plan and irregularly in height, and also with regard to its height, it is necessary to carry out dynamic analysis. Regarding the necessity of performing dynamic analysis, factors such as the height of the structure, its irregularity and its importance are mentioned. What is clear is that this method can be used for all buildings. Among the above methods, the equivalent static loading method is used in conjunction with spectral dynamic analysis using a reflection spectrum. The important point is that performing the analogy of the dynamic spectral analysis results is the same as the static analysis. Now, due to the irregularity of the confidence structure, we can point to the need for a dynamic analysis. The explicit text of Iran's Standard 2800 Earthquake Code is about the need for static and dynamic analysis (explicit text 3). Also, the concept of it in the flowchart according to Iran Standard 2800 earthquake rule is shown in Fig. 3.

Determine the correct method of earthquake analysis in SAP2000 software

Although the program is capable of performing any of the proposed methods for earthquake analysis (static equivalents, dynamic spectral and dynamic time histories), the program is able to detect the correct method of landing earthquake loading based on the rules among the proposed methods. Is not.

Identify the correct method of earthquake analysis in ETABS2000 software

Although the program is capable of performing any of the proposed methods for earthquake analysis (static equivalents, dynamic spectral and dynamic time histories), the program is able to detect the correct method of landing earthquake loading based on the rules among the proposed methods. Is not.

Step Five: Perform the equivalent static analysis and determine the basic cutting

One of the important steps is to get the basic cutting in the direction of the foundation.

Equivalent Static Analysis and Determination of Earthquake Base Cutting according to ASCE-07-10

Flow chart of ASCE regulations

Determine the coefficient R

Determination of Ie

Determine the CS coefficient

Determine Basic Cutting V

Determination of earthquake basement cut according to Iranian earthquake regulations, Standard 2800

Determine the classification of buildings according to their importance

Determine the acceleration ratio of the plot

Determine the reflection coefficient of the building

Determine the type of land classification

Determine the main component time of the structure

Determine the coefficient of importance of the structure

Explicit text 29 - The table of determining the coefficient of importance of the structure, according to Iran's earthquake regulations, Standard 2800

Determine the behavior of the building

Determine the cutting force of the base

Application of earthquake force and base cutting in SAP2000 software

The program has the capability to calculate earthquake force and to spread it at altitude, based on various rules of loading in the world and by taking the necessary parameters automatically. In connection with the application of earthquake based on the earthquake rule, it should be noted that due to the lack of these rules in the list of software codes of CSI company, it is therefore necessary to load this manually or using the User Coefficient method and Or User Loads. In the next step, this article is explained.

Application of earthquake force and determination of basic cutting in ETABS2000 software

The program has the capability to calculate earthquake force and to spread it at altitude, based on various rules of loading in the world and by taking the necessary parameters automatically. In connection with the application of earthquake based on the earthquake rule, it should be noted that due to the lack of these rules in the list of software codes of CSI company, it is therefore necessary to load this manually or using the User Coefficient method and Or User Loads. In the next step, this article is explained.

Step Six: Earthquake force distribution at altitude

The method of applying and distributing earthquake forces at the height of the structure is important and important.

Earthquake load distribution methods at altitude using Iran Standard Sequence Standard 2800

Earthquake loading procedures in elevation using ASCE7-10

Types of Methods in Defining Earthquake Force in Software

Types of methods for applying earthquake force in software are statically equivalent to four methods. Each of these methods can be used to calculate earthquake forces in an equivalent static manner according to their own limitations. This method is used to calculate the base shear for both the base and the other.

Different types of rules in the software

The rules in the software are in two forms of designing or loading rules. Types of regulations in the SAP2000 and ETABS2000 software are as follows in the software. Different methods of earthquake load distribution in the software are statically equivalent

Here are four ways to apply the load in the software.

By using the regulations

In the User Coefficient method

User Loads

Public method

In this method, only the earthquake definition in general and without identifying any type of earthquake rule is applied. Then, the center of mass of each floor is determined and the diaphragm is determined for each class. At the end, the earthquake forces of each class that were previously calculated are allocated individually to the crime center of each class. This method, except in certain cases, has less application. Such as the transfer of the model from the ETABS software to SAP, where the earthquake force it into the software.

The method of earthquake loading and its propagation in height in SAP2000 software

For this purpose you can use any of the four methods mentioned in the previous section.

Earthquake loading and its propagation in ETABS2000 software

For this purpose you can use any of the four methods mentioned in the previous section.

Step 7: Determine the modalities for modal analysis

Determine the number of modalities required for modal analysis in accordance with ASCE7-10

Determine the number of modalities required for modal analysis in accordance with standard 2800

Investigate the adequacy of the number of modes required for spectral analysis in SAP2000 software

Investigate the adequacy of the number of modes required for spectral analysis in ETABS2000 software

Step 8: Modal analysis

Here the principles of modal analysis and modal analysis in software are explained.

How to perform modal analysis according to ASCE / SEI-07-10

How to conduct modal analysis according to Iranian earthquake regulations, Standard 2800

The method of modal analysis is independent of the type of regulations.

How to perform modal analysis in SAP2000 software

How to perform modal analysis in ETABS2000 software

Step 9: Define the spectrum

How to draw a spectrum chart and introduce it to software is one of the main steps in doing dynamic analysis.

Spectrum definition method according to ASCE-7-10

Spectral definition method according to IRIS Standard 2800:

Different spectral definition methods in the software for spectral dynamic analysis

Definition of Spectrum by Point-to-Point Definition

Spectrum definition using text file

Spectrum definition using default rules

How to define the spectrum in Excel and provide a text file for the software

How to define the 2800 standard earthquake rule range in SAP2000

How to define the 2800 standard earthquake rule range at ETABS2000

How to define the spectrum in ASCE / SEI-07-10 by SAP2000

How to define the spectrum in ASCE / SEI-07-10, ETABS2000

Step 10: The method of combining the effects of mods

Method of combining the effects of mods using ASCE-7-10

Method of Combining the Effects of Modes Using Iran's Earthquake Code, Standard 2800

Step 11: Perform Spectral Analysis

This is the main step and the ultimate goal of the previous steps.

ASCE-7-10 regulation view on spectral analysis

Principles of spectral analysis were independent of the type of regulations and were considered under the 2800 regulations for its implementation.

Viewpoint of Iranian Standard Sequence Standard 2800 Relationship with Spectral Analysis

How to Define Spectral Earthquake Situations in SAP2000 Software

How to define spectral earthquake states in ETABS2000 software

Step Twelve: Perform Initial Analysis and Design

Due to the dependence of the results of the analysis, the difficulty of the sections should be analyzed and initialized.

Perform analysis in SAP2000 software

Perform analysis on the software at ETABS2000

Designed in SAP2000 software

Designed in software at ETABS2000

Step 13: Coexistence

One of the most important remaining steps is the dynamic and static base cutting.

Associate with ASCE-7-10

Neighborhood using Iran Standard 2800 Earthquake Code

How to obtain and apply the cointegration coefficient in SAP2000 software

How to obtain and apply the cointegration coefficient in ETABS2000 software

How to call the results of spatial and static base cutting in SAP2000 software

How to call the results of static and static base cut in ETABS2000 software

Comparison of the results of spatial and static base cutting in SAP2000 and ETABS2000 software from a similar model

Step Four: Perform a Re-Analysis and Design

Step 15: Studying the Static and Dynamic Base Cutting Ratio

The final step is to investigate the ratio of static and dynamic base cutting. If necessary, the analysis and design process should be repeated.

Study of Static and Dynamic Bonding Ratio in SAP2000 and ETABS2000 Software