علوم و مهندسی زلزله
سال:1399 | دوره:17 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

ضریب رفتار سازه به ضریبی اطلاق می شود که بیانگر ظرفیت جذب انرژی سازه در ناحیه ی رفتار غیر ارتجاعی می باشد و با استفاده از آن نیروی برشی طراحی سازه تا چند برابر کاهش داده می شود. در این تحقیق، به بررسی ضریب رفتار قاب های مجهز به مهاربندهای کمانش تاب برون محور بر مبنای سطوح عملکردتحت رکوردهای دور از گسل پرداخته شده است. در این مطالعه، تعداد 3 قاب دارای مهاربند های کمانش تاب برون محور 3، 6 و 10 طبقه با استفاده از نرم افزار ETABS طراحی و سپس به منظور انجام تحلیل های غیرخطی استاتیکی بار افزون و دینامیکی افزایشی (IDA)از نرم افزار SeismoStruct استفاده شده است. در تحلیل (IDA)، پارامتر شدت متناظر با (PGA) و شاخص خسارت متناظر با حداکثر جابجایی نسبی نسبی طبقات (MIDR)لحاظ شده و دو سطح عملکرد ایمنی جانی (LS) و آستانه ی فروریزش (CP)بررسی گردیده است. نتایج نشان داد که حد عملکرد آستانه ی فروریزش حدود 30 تا 35 درصد بزرگ تر از ضریب رفتار متناظر با حد عملکرد ایمنی جانی می باشد که این بدان معناست که ضریب رفتار حد ایمنی جانی را می توان با افزایش 30 درصدی برای طراحی سازه در سطح عملکردی آستانه ی فروریزش مورد استفاده قرار داد.

میراگرها و جداسازها، ابزار اتلاف انرژی برای کنترل و کاهش پاسخ های لرزه ای سازه ها تحت زمین لرزه های شدید محسوب می شوند. یکی از پرکاربردترین این وسایل نوع خاصی از میراگرها تحت عنوان میراگرهای جرمی TMD و جداسازهای هسته سربی LRB می باشند. مطالعه خواص لرزه ای و رفتار غیر خطی سیستم های سازه ای مجهز به این نوع میراگرها و جداسازها می تواند کمک قابل توجهی به درک رفتار این سیستم ها در برابر نیروهای جانبی ناشی از زمین لرزه های بزرگ نماید. در این پژوهش سازه بتنی 12 طبقه دارای میراگر جرمی با نسبت های جرمی مختلف، بدون جداساز و جداساز هسته سربی طراحی شده، سپس با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی در نرم افزار SAP2000 در حالت های ایزوله شده بدون میراگر و با میراگر با نسبت های جرمی مختلف پاسخ های سازه ها در برابر زلزله های ذکر شده بدست آمده است. نتایج تحلیل های انجام گرفته نشان می دهد که به دلیل افزایش جابه جایی در تراز جداسازی شده، وجود میراگر جرمی بسیار موثر می باشد. که با افزایش نسبت جرمی میراگر، این اثر بیشتر می گردد. از طرفی جداساز لرزه ای بطور متوسط باعث کاهش 20 الی 30 درصدی جابه جایی نسبی طبقات می شود. میراگرجرمی، جابه جایی های زیاد جداساز را کنترل می نماید. نتایج حاصل نشان می دهد درسازه مورد نظر برای بهره مندی هرچه بیشتر از قابلیت های جداساز، ترکیب آن با میراگر های جرمی مطلوب می باشد.

اصولا در بین مراحل مختلفی که هنگام طراحی یک ساختمان برای پایداری در برابر زلزله موردتوجه قرار می گیرند، مرحله ی تصمیم گیری در مورد پیکربندی ساختمان از اهمیت اساسی برخوردار است. یکی از عوامل مهم که تاثیر بسزایی بر عملکرد لرزه ای ساختمان دارد موضوع منظمی یا نامنظمی آن در پلان و ارتفاع می باشد. اغلب ساختمان هایی که دارای پیکربندی نامنظم اند، در مقابل زلزله خسارت بیشتری می بینند. ازاین رو تعیین معیارهایی جهت تشخیص انواع نامنظمی ها در سازه ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در این تحقیق، به منظور بررسی میزان خطای روش های تحلیل لرزه ای (استاتیکی معادل، طیفی و تاریخچه زمانی) در سازه های میان مرتبه با نامنظمی سختی، 4 نمونه ی فولادی 5 طبقه با سیستم دوگانه ی قاب خمشی و مهاربندی با حالت های مختلف نامنظمی سختی در ارتفاع در نرم افزار SAP مدل سازی شده اند. نتایج نشان داد که روش تحلیل استاتیکی معادل همواره نسبت به سایر روش ها مقادیر محافظه کارانه و تا حدودی هم غیراقتصادی را ارایه می دهد، لذا می توان گفت برای ساختمان های میان مرتبه، تحلیل استاتیکی معادل قابل اطمینان است. هر جند تحلیل تاریخچه زمانی نسبت به تحلیل طیفی، نمایانگر بهتر رفتار سازه در هنگام وقوع زلزله می باشد.

در حالت کلی المان های بتن آرمه تمایل زیادی به تردشکنی دارند و این پدیده در هنگام لرزه به وضوح نمایان می گردد. یکی از مزایای محصور کردن بتن افزایش مقاومت بتن و شکل پذیری بتن است که اگر بتن به نحوی مناسب محصور شده باشد و اثر نیروهای لرزه ای باعث کنده شدن بتن پوششی شود، بتن محصور شده به خوبی مقاومت می کند. بهترین شیوه برای این کار می توان به خاموت گذاری به صورت مارپیچ اشاره کرد. در این پژوهش به بررسی تاثیر دورپیچ ها با توجه به متغییرهای گام دورپیچ ها و زاویه ی دورپیچ ها بر ظرفیت برشی و پیچشی تیرهای بتن مسلح مستطیلی پرداخته شده است. به منظور شبیه سازی نمونه ها از نرم افزار المان محدود ABAQUS استفاده شده است. نتایج نشان داد، زاویه ی ترک های ایجاد شده در نمونه های دارای خاموت های بسته، بیشتر از نمونه ی متناظر(فاصله ی برابر گام ها در دورپیچ ها و خاموت های بسته) با دورپیچ هاست و استفاده از خاموت ها چه به صورت بسته و چه دورپیچ، ظرفیت برشی و پیچشی تیرهای بتن مسلح را به میزان قابل توجهی افزایش داده اند. مشخص گردید، تیرهای بتن مسلح دارای دورپیچ، ظرفیت برشی و پیچشی بیشتری نسبت به تیرهای بتن مسلح دارای خاموت بسته دارند. استفاده از خاموت های بسته و دورپیچ ها با فاصله ی گام های 80 میلی متر به ترتیب ظرفیت برشی تیر بتن مسلح را 52% و 59% افزایش داده اند که اختلاف قابل توجهی است و با افزایش فاصله ی گام دورپیچ ها، از ظرفیت برشی و پیچشی تیرهای بتن مسلح کاسته می شود. با افزایش فاصله ی دورپیچ ها از 80 میلی متر به 150 میلی متر، ظرفیت برشی تیر بتن مسلح 30% کاهش یافته است که میزان قابل توجهی است. مطابق با نتایج، زاویه ی بهینه ی دورپیچ که عملکرد تیرهای بتن مسلح مستطیلی را در بهترین حالت قرار می دهد، 80 درجه می باشد. در این حالت زاویه ی ترک های قطری کمتر از سایر حالات بوده و ظرفیت برشی و پیچشی آن به میزان قابل توجهی بیشتر از سایر نمونه ها با گام های برابر و زاویه های متفاوت دورپیچ است.

سیستم های پاندولی اصطکاکی، یکی از پرکاربردترین سیستم های جداسازی هستند. یکی از انواع رایج جداگرها، جداگرهای اصطکاکی می باشند که در بین این گروه، جداگر پاندولی اصطکاکی از جایگاه خاصی برخوردار می باشد. به دلیل ظهور این سیستم ها در سال های اخیر، در زمینه طراحی و تحلیل این نوع جداگر، کار شایان توجهی صورت نگرفته است. لذا در این پژوهش سعی بر آن شده است تا با شناخت کامل رفتار جداگرهای لرزه ای پاندولی-اصطکاکی، به بررسی این جداگر با انحنای متغیر تحت زلزله حوزه ی نزدیک پرداخته شود. جهت ارزیابی رفتار لرزه ای جداگرهای پاندولی اصطکاکی با انحنای متغیر، ابتدا توابع هندسی مختلف برای سطح لغزش غیرکروی انتخاب و روابط مورد نیاز برای تحلیل دینامیکی آن ها به دست آمد. سپس یک مدل عددی برای تحلیل تاریخچه زمانی سازه ی جداسازی شده به وسیله ی این جداگرها ارایه گردید و رفتار جداگر پاندولی اصطکاکی با انحنای متغیر با نرم افزار متلب شبیه سازی شد. نتایج حاصل از این شبیه سازی برای سه جداگر تابع درجه چهارم، درجه ششم و FPS نشان داد که جداگرهای پاندولی اصطکاکی عملکرد بهتری نسبت به جداگرهای FPS دارند؛ که در این بین، زمانی که سازه در معرض زلزله با سطح شدت پایین (حوزه دور) قرار گیرد، مناسب ترین تابع جهت پیشرفت عملکرد مطلوب سازه مجزا، جداگر تابع درجه چهارم می باشد؛ و زمانی که سازه در معرض زلزله های شدید (حوزه نزدیک) قرار گیرد، جداگر درجه ششم عملکرد مطلوبی خواهد داشت.

نگاشت های زلزله ثبت شده در نزدیک گسل خصوصیات ویژه ای دارند که آنها را از سایر نگاشت ها متمایز می سازد. ساختمان هایی که در نزدیکی گسل قرار گرفته اند باید برای شرایط متناظر نگاشت زمین در ناحیه گسل طراحی شوند. با توجه به وجود گسل های فراوان و نزدیکی آن ها به مناطق مسکونی در اکثر شهرهای مهم ایران از جمله تهران و تبریز، لزوم لحاظ این اثر در آیین نامه ایران نیز احساس می شود. بدین منظور در این مقاله به بررسی و مقایسه چگونگی لحاظ اثر زلزله نزدیک گسل در طیف طرح آیین نامه کشور ها ی مختلف پرداخته شده است. غالبا این اثر باعث افزایش برش پایه در نواحی نزدیک گسل می شود که با ضرایبی در طیف طرح اعمال می شود. ضرایب حوزه نزدیک تابعی از فاصله و پریود می باشند که معمولا در فواصل کوتاه تر نسبت به گسل و در پریود های بلندتر دارای مقادیر بیشتری می باشند. این ضرایب به طور صریح در طیف طرح آیین نامه های آمریکا و نیوزیلند و تایوان لحاظ شده است.