علوم و مهندسی زلزله
سال:1394 | دوره:12 | شماره:4 |تعداد مقالات:8

پژوهش حاضر عملکرد لرزه ای سیستم قاب خمشی بتنی مسلح مقاوم سازی شده با سیستم های مهاربندی فولادی مختلف را بررسی می کند. دو نوع ترکیب سازه ای شامل، سیستم مهاربندی فولادی همگرا و سیستم مهاربندی فولادی مگا در دو نوع سازه با تعداد طبقات مختلف استفاده شده است. این دو سازه که با سیستم قاب خمشی بتنی مسلح 5 و 10 طبقه طراحی شده، دارای ضعف در سختی جانبی بوده و جهت جبران محدودیت های دریفت آیین نامه در مناطق با خطر زلزله بالا و در سطح عملکردی ایمنی جانی در نظر گرفته شده است. سپس این قاب ها با سیستم های مهاربندی فولادی همگرا و سیستم مهاربندی مگا بهسازی می شوند. جهت انجام این پژوهش از تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور) برای ارزیابی عملکرد سازه تحت اثر حرکات زمین استفاده شده است. همچنین برای مقایسه پاسخ سازه بهبود یافته از دوران عضو، دریفت طبقه و برش پایه استفاده شده است، نشان داده شده که سیستم مهاربندی فولادی مگا و مهاربندی فولادی همگرا از نظر آیین نامه ای کنترل دریفت، مقدار برش پایه، تعداد مفصل پلاستیک، تعداد المان های گسیخته شده و همچنین از لحاظ مسائل اقتصادی، به ترتیب از بهترین نوع سیستم های مهاربندی فولادی جهت بهسازی و مقاوم سازی سازه ها می باشند.

بروز گسیختگی های ترد غیر قابل انتظار در اتصالات قاب خمشی ویژه طی زلزله های نرثریج (1994) و کوبه (1995) خواص شکل پذیری و قابلیت جذب و استهلاک انرژی القایی، ناشی از زلزله را در این نوع سیستم سازه ای با چالش مواجه نمود، بطوریکه ایجاد شکل پذیری و توانایی مقاومت در برابر تغییر شکلهای بزرگ چرخه ای مورد اهمیت قرار گرفت. عوامل خرابی در این اتصالات، تنشهای بزرگ متمرکز در نواحی جوشی اتصال و آسیب پذیری اتصال در تقاضاهای شکل پذیری زیاد، مطرح گردید و استانداردهای طراحی با فرض ایجاد ناحیه مستهلک کننده انرژی، بر روی تیر و در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون همراه گردید. لذا در همین راستا، در طرح حاضر دو اتصال نوین خمشی تیر به ستون با مقطع کاهش یافته که با ایجاد برش در بال و بخشی از جان تیر و با بکارگیری قطعات کمانی شکل بعنوان بال تیر در این قسمت بدست می آید در دو حالت، استفاده از کمان دوبل (DAFS) و استفاده از کمان معکوس (AFS) مورد بررسی قرار می گیرد و با انجام چهار مدل عددی از اتصالات معرفی شده، به کمک نرم افزار ABAQUS6.10 پرداخته و نتایج عددی مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج بررسی نشان می دهد که استفاده از قطعات کمانی شکل در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون در بال تیر، با تضعیف مقطع در این ناحیه و مستهلک نمودن انرژی زلزله، ضمن ایجاد فیوز شکل پذیر می تواند تا 8%تغییر مکان نسبی در تیر را، بدون کاهش مقاومت خمشی در وجه اتصال، تجربه نماید. در این بین استفاده از قطعه کمانی شکل معکوس، از نقطه نظر مقاومت خمشی الاستیک و معیار سختی تیر نیز گزینه مناسبتری است بطوریکه در این خصوص با مدل های RBS برابری می نماید. بدلیل عدم مناسب بودن اتصال RBS در تیر ورقها و تیرهای بال پهن، بخاطر تشدید پارامترهای ناپایداری در این نوع اتصال، استفاده از ایده بکارگیری کمان معکوس در بال تیر ضمن برقراری شرایط پذیرش اتصال صلب بر اساس AISC2010، مقاومت در برابر کمانش جانبی-پیچشی جان و کمانش موضعی جان و بال را بهبود می بخشد و می تواند بعنوان گزینه مناسب در تیر ورقها مطرح گردد.

در سال های گذشته مطالعه ورق های جدار نازک مسطح و انواع مسائل مربوط به آن مورد توجه بوده و این در حالیست که مطالعات منسجمی در رابطه با فرمول بندی رفتار ورق های خمیده وجود ندارد. بنابراین با توجه به رشد روزافزون استفاده از پانل های خمیده در زمینه های مختلف، در این تحقیق، اثر سختی پیچشی، خمشی و محوری اعضای پیرامونی بر روی رفتار کمانش برشی و پس کمانشی پانل های فولادی برشی خمیده با استفاده از نرم افزار ABAQUS و روش Riks بررسی شده است. بر طبق نتایج بدست آمده، سختی خمشی و محوری تاثیری بر افزایش مقاومت کمانشی پانل ها ندارند درحالیکه سختی پیچشی بر مقاومت کمانشی الاستیک پانل ها موثر است. رفتار غیرخطی پانل ها تابع نسبت سختی اعضای پیرامونی به سختی پانل است. سختی اعضای پیرامونی بر ظرفیت پس از کمانش و روند گسترش تنش های اصلی پانل ها تاثیر ندارند.

برای مقاوم سازی اتصالات بتن آرمه روشهای مختلفی وجود دارد که به دلیل خصوصیات منحصر به فرد کامپوزیت های FRP، استفاده از آن ها برای بهسازی اتصالات بتن آرمه، تبدیل به یکی ازمتداول ترین روشها شده است. با توجه به این که قیمت مصالح FRP یکی از عوامل محدود کننده استفاده از آندر بهسازی اتصالات محسوب می شود در این مقاله مدلسازی اتصال در نرم افزار المان محدود ABAQUS آرایش نوارهای ضربدری FRP در سه گروه با ضخامت های مختلف و در هرگروه با ابعاد مختلف در عرض نوارهای FRP در مقایسه با پوشش کامل اتصال با FRP مورد بررسی قرار گرفت. با مقایسه نتایج بدست آمده از تحلیل نمونه های با نوارهای ضربدری با نمونه همپوشانی کامل شده مشخص گردید که ظرفیت باربری اتصال تقویت شده با نوارهای ضربدری نزدیک به اتصال پوشش کامل شده بود. این در حالی است که مقدار مصرف FRP در اتصال با نوار ضربدری حدود %16 کاهش یافته است که این امر سبب کاهش هزینه های بهسازی اتصالات بتنی می گردد.

هدف از بهسازی لرزه ای ساختمان این است که اعضای سازه ای و غیرسازه ای به گونه ای تقویت شوند که در صورت وقوع زلزله آسیب های کمتری به این اجزا وارد شود. میراگرها وسایل اتلاف انرژی در سازه ها محسوب می شوند. این وسایل انرژی لرزه ای را مستهلک کرده و بخشی از انرژی ورودی به سازه را تلف می کنند. از این رو خسارت وارده به سازه به طور چشمگیری کاهش می یابد. در این مقاله، قاب فولادی سه، شش و ده طبقه با و بدون میراگر در نرم افزار SAP مدلسازی شده اند و با استفاده از دستورالعمل بهسازی لرزه ای و روش استاتیکی غیر خطی مورد ارزیابی قرار می گیرند. نتایج نشان می دهد افزودن میراگر ویسکوز موجب کاهش اثرات نیروی لرزه ای و سطوح خرابی عملکرد می گردد، همچنین استفاده از میراگر در سازه های بلند در مقایسه با سازه های کوتاه تر تاثیر بیشتری در کاهش نیروی زلزله دارد.

برای کاهش خیز و تنظیم تنش ها در سیستم های پوششی بزرگ، از تیرهای عرضی عمود بر تیرورق ها یا تیرهای اصلی موجود، استفاده می شود در مقاله حاضر اثر تیرهای عرضی که به منظور مقاوم سازی سیستم سقف و تنظیم تنش تیرهای اصلی موجود به سیستم سقف اضافه می شود مورد بررسی قرار گرفته و رابطه دیفرانسیل حاکم بر رفتار سازه جدید تعیین شده است. حل معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی درجه چهار بدست آمده به دلیل پیچیدگی، با تبدیلات ریاضی ساده شده و به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل گردیده با روابط حاصل یک مساله کاربردی حل شده است و جواب حاصل از حل مساله با روش ارائه شده در این مقاله با نتایج مدلسازی شده در برنامه SAP2000 مقایسه شده است و تطبیق و سازگاری بسیار دقیقی نتیجه گردیده است. بررسی ها نشان می دهد که با تغییر اختیاری در سختی و فواصل تیرهای فرعی می توان مقادیر مختلف تنش ها، لنگرها و نیروهای تیر اصلی را تعدیل نموده و نسبت به مقاوم سازی سیستم موجود اقدام کرد.

دیوار برشی فولادی مرکب به عنوان سیستم مقاوم جانبی است که برای سازه های جدید و هم بعنوان سیستم تقویت کننده برای ساختما ن های موجود مناسب است. دیوارهای برشی مرکب در مقایسه با دیوارهای برشی بتنی مسلح، یک دیوار مرکب طراحی شده برای همان نیروی برشی، با وجود سختی و مقاومت برشی بیشتر، دارای ضخامت و وزن کمتری می باشد مقاله حاضر به بررسی امکان بهبود پارامترهای لرزه ای دیوارهای برشی مرکب می پردازد. میزان افزایش در ظرفیت باربری، شکل پذیری و میزان استهلاک انرژی از پارامترهایی هستند که مورد بررسی قرار گرفته اند. تحلیل عددی با استفاده از نرم افزارهای اجزای محدود برای بررسی پارامترهای مذکور مورد استفاده قرار گرفته است. بررسی مقایسه ای نتایج آزمایشگاهی با نتایج مدلسازی ها نشان می دهد که نرم افزارهای اجزای محدود توانایی مدلسازی مناسب را داشته باشد. نتایج حاصل از مطالعات عددی نشان داد که افزایش ضخامت ورق فولادی سختی اولیه نمونه ها را افزایش داده است و به ترتیب ضخامت 8.4 و 131 میلی متر برای ورق فولادی و پوشش بتنی بعنوان مناسب ترین ابعاد هندسی برای دیوار برشی مرکب با ابعاد 2.5*3 متر می باشد.

نیاز روزافزون به تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی و عدم وجود شتابنگاشت های مناسب در مناطق مختلف، تولید شتابنگاشت های مصنوعی سازگار با طیف طرح را ضروری می سازد. هدف اصلی این تحقیق ارائه روشی نوین، بر اساس تبدیل بسته موجک و روش های هوش مصنوعی برای تولید شتابنگاشت مصنوعی زلزله سازگار با طیف طرح بر اساس مقدار بزرگا، فاصله از گسل و طیف مربوطه می باشد. در این تحقیق از شبکه های عصبی فازی و آنالیز موجک پکت برای رسیدن به هدف مورد نظر استفاده خواهد شد. روش کار بدین صورت است که ابتدا شتابنگاشتهای زلزله با توجه به شرایط ساختگاهی مشخص، بزرگا و فاصله از مبداء زلزله جمع آوری شده و سپس طیف این شتابنگاشت ها برای آموزش با شبکه های عصبی فازی بدست می آید. طیف های کاهندگی بر اساس اطلاعات موجود در منطقه با استفاده از روش های رگرسیون گیری غیرخطی ریاضی بدست آمده و سپس با استفاده از شبکه های عصبی فازی ارتباط بین رکورد های زلزله و طیف های بدست آمده از هر رکورد بدست می آید. در این بخش با استفاده از آنالیز موجک پکت شتابنگاشت ها به زیرشتابنگاشت ها (ضرایب موجک) تجزیه شده و در مرحله بعد با کمک گرفتن از شبکه های عصبی فازی رابطه بین طیفهای پاسخ شتابنگاشت ها با ضرایب موجک پکت بدست می آید.