روش های طراحی لرزه ای کنونی عموما بر اساس تحلیل رفتار الاستیک سازه تحت نیروهای جانبی است. یعنی در این روش ها برش پایه با فرض رفتار الاستیک سازه ارائه می گردد و برای کاهش این نیرو از ضریب اصلاح Rاستفاده می شود (مانند استاندارد2800). که ضریبR بر اساس شکل پذیری سازه می باشد که در کل باعث می شود تعیین نیروی برش پایه با قضاوت مهندس همراه شود. در چنین حالتی که کاهش برش پایه بصورت تقریب می باشد. عملا سازه برای تغییر شکل های غیر الاستیک طراحی نشده و هنگامی که تحت زلزله شدید قرار گیرد، سازه عملکردی غیر قابل پیش بینی دارد یعنی تغییر شکل ها در این حالت تقریبا کنترل نشده است. که باعث شکل پذیری و کاهش اتلاف انرژی در سازه می شود و در نتیجه باعث عدم استفاده از تمام ظرفیت سازه می گردد.
در واقع علاوه بر غیر اقتصادی بودن ممکن است باعث تخریب سازه نیز می گردد.
ضعف روش های فعلی :

1. فرض گارانتی شدن ایمنی یا کاهش خرابی با افزایش نیروی برش پایه:

در زلزله های گذشته واژگونی هایی به علت شکست محلی در ستون ها دیده شده است.

2. فرض توزیع نیروی جانبی در ارتفاع سازه بر اساس رفتار الاستیک:

تحقیقات قبلی نشان داده که توزیع نیروی جانبی فعلی به شدت از جواب حاصل از تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی فاصله گرفته است . نتایج حاصل از آنالیز دینامیکی غیر خطی انجام شده توسط ویلاورد (1991-1997) توزیع نیروهای جانبی بدون در نظر گرفتن این اصل که سازه تحت زلزله شدید وارد ناحیه غیر الاستیک می شود می تواند اولین دلیل برای واژگونی تعداد بسیار زیادی از ساختمان ها در زلزله مکزیکو سیتی (1985) باشد. [1]

3. بدست آوردن نسبت اندازه اعضا بر اساس سختی اولیه آن ها:

بزرگی نیروهای اعضا از رابطه سختی الاستیک اعضای سازه بدست می آید اما تحت زلزله شدید سختی تعداد زیادی از اعضا بشدت تغییر می کند با توجه به ترک خوردگی بتن یا تسلیم شدن فولاد و در حالی که سایر اعضا بدون تغییر باقی می مانند که این امر باعث تغییر در توزیع نیرو در اعضای سازه می شود. نسبت های مناسب اندازه اعضا بدون استفاده از توزیع مناسب تر حاصل نمی گردد طوری که توزیع شامل رفتار غیر الاستیک نیز بشود .

4. تلاش برای پیش بینی جابجایی غیر الاستیک با بهره گرفتن از عوامل تقریبی و آنالیز رفتار:

این امر در بسیاری از تحقیقات قبلی انجام شده اثبات گردید[2].
5.تلاش برای حذف تسلیم ستون بوسیله نسبت استحکام تک ستون-به-تیر:
تحقیقات بسیاری نشان داد که روش های طراحی ظرفیت متعارف برای طراحی ستون ها در قاب خمشی بتن مسلح نمی توانند تسلیم در ستون ها را حذف کنند( دوولی و براچی 2001; کنتز وبرانینگ 2003) در واقع گشتاور تقاضا ستون اغلب دست کم گرفته می شود زیرا گشتاور ستون ها تنها از تیر ها یا دیگر اعضا متصل به ستون حاصل نمی گردد بلکه همچنین از جا بجایی جانبی نیز بدست می آید.[3]

پس سیستم های طراحی لرزه ای فعلی همیشه عملکرد مطلوبی را فراهم نمی کنند و برای رسیدن به طراحی مطلوب باید از طراحی استفاده شود که هم رفتار غیر الاستیک را در نظر بگیرد هم نیروی برش پایه مناسب به همراه توزیع بار جانبی مناسب. همچنین باید مکانیزم تسلیم مطلوب و دریفت مناسب در سطح خطر در طراحی از ابتدای کار در طراحی دخیل باشد.
به این منظور طراحی بر اساس عملکرد پلاستیک یاPBPD توسط پروفسور گل طی دهه اخیر معرفی شده و کامل گشت، در این روش مستقیما رفتار غیر خطی سازه در طراحی نقش داشته و هرگونه قضاوت مهندس و تکرار و سعی و خطا بعد از طراحی اولیه را حذف کرده است.
برش پایه طراحی برای سطح خطر معین با معادل کردن کار لازم برای هل دادن مونوتونیک سازه تا جابه جایی هدف با انرژی مورد نیاز(Demand) در سیستم یک درجه آزاد الاستوپلاستیک معادل آن سازه برای رسیدن به وضعیت مشابه محاسبه می گردد.
همچنین در این روش توزیع نیروی جانبی در ارتفاع بر اساس توزیع نسبت برش های طبقه ماکزیمم به دست آمده از نتایج پاسخ تحلیلی دینامیکی غیر الاستیک می باشد.
این توزیع بار، وقتی سازه ها در حال پاسخ به زلزله های شدید و تغییر شکل های غیر الاستیک هستند تخمین بسیار خوبی از نیاز ممان ماکزیمم ستون می دهد و اثرات مودهای بالاتر به خوبی در توزیع بار جانبی منعکس می شود.
طراحی اعضاء و اتصالات نیز با بهره گرفتن از طراحی پلاستیک، برای رسیدن به رفتار و مکانیزم تسلیم مورد نظر انجام می گردد. در طراحی ستون ها به جای در نظر گرفتن یک گره کل درخت ستون در نظر گرفته می شود.
در کل با مقایسه های صورت گرفته بین ساختمان طرح شده به روش های مرسوم و طرح شده با روشpbpd نتیجه مطلوب تری حاصل شده که با توجه به سعی و خطا که در این روش و عدم بکارگیری برخی از پارامترها مانند R ،I، Cd واضح است که این روش پاسخ دقیق تری را به همراه دارد.
امروزه یکی از روش های ارزیابی عملکرد لرزه ای ساختمان ها از طریق بررسی سطح عملکرد و انجام تحلیل استاتیکی غیر خطی (pushover analysis) می باشد ، که معیار بسیار مناسبی برای بررسی رفتار سازه و میزان جابجایی سازه تحت الگوی بارگذاری جانبی مورد نظر می باشد.
همچنین برای ارزیابی قاب مورد نظر از ساختمان با تعداد طبقات مختلف استفاده می شود که اثرات ارتفاع هم بررسی شود.
بدین صورت از میان قاب های خمشی موجود قاب خمشی بتنی ویژه را برای طراحی انتخاب می کنم که عملکرد بهتری را به هنگام زلزله از خود نشان می دهد و برای ارزیابی روش PBPD بر روی ساختمان با قاب خمشی ویژه بتنی (PBPD RC SMF) سطح عملکرد آن را تحت زلزله با سطوح خطر مختلف (زلزله بهره برداری سطح خطر 1 و زلزله با سطح خطر 2) بر روی ساختمان های 4 ، 8 ، 12 و20 طبقه بررسی می کنیم.
1-2 هدف از انجام تحقیق
هدف اصلی از انجام این تحقیق ارزیابی عملکرد لرزه ای ساختمان ها با قاب خمشی بتنی ویژه طرح شده بر اساس عملکرد پلاستیک می باشد، این روش طراحی منجر به عملکرد مناسب و قابل پیش بینی سازه می شود.
روش طراحی بر اساس عملکرد پلاستیک برای محدوده غیر الاستیک سازه می باشد.
تحقیقات پیشین بر روی قاب خمشی فولادی (SMF) ، قاب های مهار بندی شده کمانش ناپذیر( BRBFs)، قاب با مهاربندی خارج از محور (EBF) ، و قاب خمشی با خرپای ویژه (STMFs)و قاب خمشی بتنی ویژه (RC SMF) نشان دهنده برتری این روش نسبت به روش های طراحی مرسوم می باشد در این تحقیق بر روی ساختمان با قاب خمشی بتنی ویژه کار شده که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است و نیاز به بررسی بیشتر دارد که به همین منظور به ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب خمشی بتنی ویژه طرح شده بر اساس عملکرد پلاستیک از طریق تحلیل استاتیکی غیر خطی می پردازیم و به تعیین سطح عملکرد قاب ها می پردازیم.