علوم و مهندسی زلزله
سال:1399 | دوره:17 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

جداسازی لرزه ای یک روش طراحی مقاوم در برابر زلزله است که بر اساس کاهش تقاضای لرزه ای به جای افزایش ظرفیت سازه ای می باشد. با توجه به کثرت مطالعات انجام شده در زمینه ی بررسی رفتار لرزه ای جداساز ها تحت اثر زلزله، در این تحقیق، نقش جداساز پایه در بهبود رفتار ساختمان های فولادی تحت تاثیر اعمال زلزله هایی با زوایای مختلف با در نظر گرفتن اثر ارتفاع سازه و شکل پلان موردبررسی قرارگرفته است. در تحقیق حاضر، ساختمان های فولادی با و بدون جداساز پایه لاستیکی-سربی (LRB) به صورت سه بعدی با تعداد طبقات 8 و 12 و پلان های منظم مربعی و مستطیلی مدل سازی شده اند و عملکرد لرزه ای آن ها با توجه به زاویه ی اعمال 4 زوج رکورد زلزله (8 رکورد زلزله) نزدیک به گسل (0، 30، 60 و 90 درجه) بر اساس دستورالعمل FEMA P695 تحت تحلیل های دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی در نرم افزار SAP2000 موردبررسی و مقایسه قرارگرفته اند. نتایج بررسی ها نشان داد که ساختمان های فولادی تحت زوایای 60 و 90 درجه دارای پاسخ های لرزه ای بزرگ تر و بحرانی تری بوده اند و تاثیر جداساز بر کاهش پاسخ های لرزه ای ساختمان ها در زوایای 0 و 30 درجه اندک و در زوایای 60 و 90 درجه چشم گیرتر بوده است. استفاده از جداساز، تاثیر بسیار زیادی بر بهبود عملکرد و پاسخ های لرزه ای سازه ها داشته است. همچنین نتایج نشان داد که در اکثر رکوردها، ارتفاع بیش از شکل پلان بر پاسخ های لرزه ای ساختمان های جداسازی شده تاثیرگذار بوده است.

تحلیل ارتجاعی سازه ها، سبب ایجاد نیروی برش پایه و تنش هایی می شود که به میزان قابل توجهی بزرگتر از پاسخ های واقعی سازه می باشند. سازه با ورود به حوزه غیرارتجاعی می تواند مقدار زیادی از انرژی زلزله را جذب نموده و مقاومت کند. از طرفی، تحلیل غیرخطی سازه ها مستلزم انجام عملیات محاسباتی زمانبر و پرحجم می باشد، بنابراین در اکثر آیین نامه ها، روش ساده و مناسبی تحت عنوان روش استاتیکی معادل، جهت دستیابی به پاسخ معقولی از رفتار غیرخطی سازه (بدون انجام یک تحلیل غیرخطی) ارایه شده ا ست. از این رو به دلیل اهمیت شکل پذیری در جذب انرژی زلزله، نیروهای محاسباتی ناشی از زلزله با معرفی ضریب رفتار سازه، R، کاهش می یابد. در این مقاله یک بانک داده ی وسیع متشکل از 12960 سازه ی مهاربندی واگرا با تعداد طبقات 3، 6، 9، 12، 15 و 20 طبقه، 3 تیپ سختی ستون و 3 درجه لاغری مهاربندی طراحی شده و در برابر 20 زلزله نزدیک گسل دارای اثرات جهت پذیری پیش رونده برای 4 سطح عملکردی مختلف تحلیل شدند. جهت تولید رابطه ی تخمینی R، 6769 داده با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات مورد تعبیر و تفسیر قرار گرفت. نتایج حاصل از همبستگی 86/0 در داده های آزمون، دقت در رابطه ی پیشنهادی را نشان می دهد.

پس از زلزله نورتریج مشخص گردید که اتصالات تیر به ستون در قاب های خمشی ضعیف است و نیاز به اصلاح و بازنگری دارد. در سال های اخیر استفاده از اتصالات پیچی گسترش یافته و تقریبا جایگزین اتصالات جوشی شده است. آیین نامه آمریکا (AISC358-16) اتصال جدیدی به نام اتصال سیپسون معرفی کرد که یک اتصال نیمه صلب با ایده کنترل خسارت می باشد. اتصال پیشرو نوع جدید و هوشمند از اتصالات پیچی است که شامل صفحه ضعیف شده، صفحه انتهایی، نبشی و همچنین صفحه کمانشی است. هدف اصلی این پژوهش بررسی رفتار خطی و غیر خطی اتصال سیمپسون با استفاده از نرم افزار آباکوس است. نمونه مبنا، مدل مطرح شده در آیین نامه آمریکا (AISC358-16) انتخاب شد. برای دستیابی به درک بهتر از مدل جدید اتصال سیمپسون، 14 مدل عددی ساخته شد و نقاط ضعف و قوت مدل ها اعم از شکل پذیری، سختی، مقاومت و جذب انرژی مدل ها با هم مقایسه گردید. در این اتصال صفحه ضعیف شده و عملکرد آن بسیار حایز اهمیت است لذا برای این مهم متغییر هایی نظیر طول میانی، عرض میانی، طول اولیه و همچنین سخت کننده در ناحیه طول اولیه صفحه ضعیف شده بررسی شد. مدل با سخت کننده با ضخامت 30 میلی متر نسبت به بقیه مدل ها با توجه به خصوصیات ذکر شده، نتایج قابل قبولی از جمله لنگر متحمل 1010 کیلونیوتن متر و جذب انرژی 53/55 کیلونیوتن میلی متر از خود نشان داد که استفاده آن برای مناطق با لرزه خیزی بالا مناسب است.

در این تحقیق به منظور ارایه ی یک رابطه تحلیلی جدید جهت ارزیابی ظرفیت باربری پی نواری واقع بر توده خاک دو لایه چسبنده ی اصطکاکی، 12 سری آزمون بار گذاری مدل فیزیکی برای سه تیپ لایه خاک فوقانی با تراکم و ضخامت های مختلف انجام شده است. در ادامه یک سری مطالعات پارامتریکی جهت ارزیابی دقت رابطه پیشنهادی با استفاده از نرم افزار المان محدود PLAXIS 2D انجام گردید. جهت بررسی نتایج مدلسازی های عددی و کنترل صحت این مدلسازی ها، نتایج این تحلیل ها با نتایج آزمایش مدل های فیزیکی متناظر با در نظر گرفتن تاثیر پارامترهای مختلف(ضخامت نسبی، نسبت تراکم و پارامترهای مقاومت برشی لایه های خاک) بر مکانیسم خرابی و ظرفیت باربری خاک مقایسه شدند. با توجه به انطباق مناسب منحنی های بار-جابجایی، الگوی خرابی و متوسط اختلاف ظرفیت باربری در حدود 3/3 درصد بین مدل های فیزیکی و عددی، نشان می دهد مدل های اجزای محدود دارای دقت مناسبی در پیش بینی رفتار واقعی نمونه های آزمایشگاهی هستند و می توان به نتایج حاصل از شبیه سازی عددی اعتماد نمود. بعداز اطمینان ازصحت نتایج آنالیز عددی، مقادیر ظرفیت باربری بدست آمده از هر دو روش عددی و تحلیلی برای 88 حالت مختلف از پی نواری به ابعاد 1 و 2 متر و توده ی خاک با لایه بندی، عمق و پارامترهای مقاومت برشی متفاوت، با هم مقایسه گردید و اختلافی در حدود 7 و 5/12 درصد به ترتیب برای پی به ابعاد 1 و 2 متر مشاهده شد. این نتایج نشان دادند که توافق نسبتا خوبی بین هر سه روش تجربی، عددی و تحلیلی در ارزیابی ظرفیت باربری نهایی وجود دارد و رابطه تحلیلی می تواند با دقت نسبتا خوبی روند تغییرات فشار حدی برحسب ضخامت نسبی لایه ها و ارزیابی ظرفیت باربری نهایی برای حالات مختلفی از پی نواری واقع بر زمین دولایه را پیش بینی بکند.

کشور ایران در منطقه ای قرار دارد که از نظر لرزه خیزی دارای شرایط بحرانی است؛ بنابراین سازه های طراحی شده باید در برابر بارهای جانبی مقاوم باشند. دیوار برشی های بتن آرمه از رایجترین سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی باد و زلزله در سازه ها هستند. بازشوها در دیوار برشی بازشودار باعث ایجاد تاثیراتی در مقاومت نهایی، تغییر در رفتار توزیع نیروها و تغییر در سازوکار شکست می شوند. با توجه به اینکه بعضی از دیوار برشی ها با استفاده از آیین نامه های قدیمی طراحی شده اند که این آیین نامه ها رفتار شکل پذیری دیوار برشی را تامین نمی کنند، لذا با توجه به عدم تطابق طرح لرزه ای این آیین نامه ها با آیین نامه های جدید، نیاز به ترمیم و تقویت این دیوارها ضروری است. با توجه به اینکه تاثیر دیوار دارای بازشو و تقویت شده با قاب خمشی ویژه در ارتفاع نسبتا بالا در تحقیقات گذشته چندان بررسی نگردید، لذا در این تحقیق، با مطالعه رفتار این نوع قاب ها، ضریب رفتار این نوع سیستم مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این تحقیق دیوار برشی بتنی به عنوان تقویت کننده به قاب خمشی بتن مسلح ویژه در دو ارتفاع 8 و 12 طبقه که از قبل طراحی شده است، اضافه شد، سپس در دیوارها بازشوهای دایره ای، لوزی و مستطیلی ایجاد شدند و با هم مقایسه گردیدند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که مقاومت سازه و ضریب رفتار با ایجاد بازشو در دیوار کاسته می شود، ولی این کاستی برای بازشوهای با اشکال مختلف متفاوت است. بهترین عملکرد را بین بازشوهای هم سطح، بازشو دایره ای شکل و در بین تمام بازشوها بازشو با نصف ابعاد اولیه داشت.

دراین پژوهش3قاب ساختمانی بلندمرتبه ی سه بعدی بتن آرمه28طبقه، درهردوامتدادX, Yباسیستم سازه ای لوله درلوله، باهسته مقاوم داخلیHشکل، درپهنه باخطرنسبی زیاد(g3/0A=)که هریک ازقابهاباتعدادوطول دهانه ثابت، ارتفاع ونوع خاک متفاوت(I, III)، یک باربدون تاثیراندرکنش وباردیگرباتاثیراندرکنش خاک-سازه درنظرگرفته وتحلیل می شود. هدف ازپژوهش حاضرتعیین حداکثرتغییرمکان جانبی طبقات قاب هاتحت بارهای ثقلی(مرده، زنده)وبارجانبی زلزله می باشد. جهت تحلیل قابهاباتاثیراندرکنش خاک-سازه ازروش زیرسازه بافرض صلبیت پی، جهت مدل سازی خاک زیرفوندانسیون ازمدل مخروط میک، ولف درپی سازه وجهت تعیین ضریب سختی دینامیکی فنروضریب میرایی ازمدل گسسته برمبنای مدل مخروطی پی مدفون درنیم فضای همگن استفاده میشود. جهت تحلیل بارزلزله درمدل های مورد بررسی ازتحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی تحت هفت شتاب نگاشت استفاده ومدل سازی هندسی کلیه قاب هاهمراه با دیواربرشی درنرم افزار SAP2000-V17انجام شده است. نتایج حاکی ازآن است، با افزایش ارتفاع طبقات مدل1نسبت به3، حداکثر تغییرمکان جانبی طبقات بر روی خاک نوعIدرامتدادXافزایش ناچیزودرامتدادYافزایش قابل توجه، درمدل2نسبت به1باتغییرنوع تیپ خاک، حداکثرتغییرمکان جانبی طبقات بدون وبااندرکنش خاک-سازه درهردوامتدادافزایش چشمگیرمی باشد.