پل ها از جمله سازه هایی هستند که عملکرد آنها در هنگام اعمال نیروهای نامتعارف همواره با اهمیت بوده است. در این مطالعه به عملکرد دو نمونه پل، با و بدون جداساز لرزه ای، تحت دو سناریوی آسیب ناشی از حذف ستون کناری در حالت اول و حذف ستون میانی از پایه پل، در حالت دوم تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی پرداخته شده و تاریخچه زمانی و بیشینه پاسخ ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا با طراحی جداساز اصطکاکی-لاستیکی با روش ارائه شده در راهنمای AASHTO به مدل سازی پل ها در نرم افزار OpenSees پرداخته شده و ضریب اصطکاک جداساز به صورت پارامتری متغیر نسبت به سرعت لغزشی و نیروی قائم در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که جداسازها در خرابی پیش رونده در هر دو حالت اول و دوم تسلیم نمی شوند و در نتیجه لغزش عرشه بر روی آن ها اتفاق نمی افتد اما در حالت اول جابجایی ماندگار به علت نامتعادل شدن عرشه رخ خواهد داد. با این حال نشان داده می شود که استفاده از جداساز لرزه ای باعث افزایش بیشینه پاسخ ها در اکثر موارد شده است.

بررسی احتمالاتی سازه ها یکی از روش های مناسب جهت در نظر گرفتن اثرات عدم قطعیت و افزایش اطمینان به نتایج حاصل از تحلیل سازه ها است. نمودارهای شکنندگی یکی از مؤثرترین روش های بررسی و ارزیابی احتمالاتی سازه ها هستند. این نمودارها احتمال رخداد خسارت را به صورت تابعی از شدت بار لرزه ای اعمالی بر سازه نمایش می دهند. روش تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) یکی از متداول ترین روش های تحلیلی برای ترسیم نمودار های شکنندگی است. در این پژوهش به بررسی آماری و احتمالاتی عملکرد لرزه ای سازه های معیار (SAC) 3 و 9 طبقه فولادی تحت 22 جفت رکورد دور از گسل معرفی شده در FEMA P695 با استفاده از نرم افزار OpenSEES پرداخته خواهد شد. سازه های ذکر شده با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی برای حالت بدون جداساز و با جداساز سرب - لاستیکی مورد بررسی قرار خواهند گرفت. سپس با استفاده از نمودارهای IDA، یک رابطه کلی ریاضی متناظر با سازه مورد مطالعه، برای تمامی سطوح عملکرد تعیین خواهد شد، این رابطه معرف مدل احتمالاتی تقاضای لرزه ای هر سازه می باشد. با استفاده از این روابط، نمودارهای شکنندگی سطح عملکرد فروریزش برای سازه بدون جداساز و با جداساز ترسیم خواهد شد. به منظور ارزیابی احتمالاتی تأثیر سطوح مختلف شدت های لرزه ای بر عملکرد سازه جداسازی شده، نمودارهای شکنندگی فروریزش برای سه سطح متفاوت از شدت های رکوردهای مورد بررسی ارائه شده است. با توجه به نمودارهای شکنندگی ترسیم شده، می توان علاوه بر تأثیر سطوح مختلف شدت لرزه ای بر عملکرد لرزه ای احتمالاتی سازه، تأثیر مثبت جداساز سرب – لاستیکی را در کاهش احتمال رخداد فروریزش مشاهده کرد. همچنین طبق نتایج منحنی شکنندگی، نسبت حاشیه اطمینان فروریزش در سازه 3 و 9 طبقه به ترتیب 100% و 81% افزایش یافته است که نشان دهنده عملکرد احتمالاتی بهتر جداساز در سازه های کوتاه مرتبه است.

«خرابی پیش رونده» به خرابی موضعی که بر اثر عوامل مختلف در اعضای باربر سازه ایجاد و سپس به اعضای مجاور سرایت می کند و در کل سازه گسترش می یابد اطلاق می شود. یکی از عوامل موجد خرابی در سازه ها «زلزله» است. بر اثر زلزله های شدید ممکن است در اجزای سازه نیروهای مضاعف ایجاد شود که باعث گسیختگی عضو باربر و در نتیجه پدیده خرابی پیش رونده می شود. بدین منظور در این مطالعه، به مقایسه ی رفتار قاب های خمشی فولادی با شکل پذیری متوسط، در دو حالت پایه ثابت و دارای جداسازی لرزه یی لاستیکی با هسته ی سربی، تحت خرابی پیش رونده و با استفاده از تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی در موقعیت های مختلف حذف ستون پرداخته ایم. افزودن سیستم جداساز لرزه یی به سازه باعث کاهش پاسخ سازه ها تحت زلزله می شود. همچنین نتایج تحلیل های خرابی پیش رونده نشان می دهد که افزایش تعداد طبقات سازه موجب کاهش پتانسیل خرابی پیش رونده می شود و استفاده از سیستم جداساز لرزه یی تاثیر قابل توجهی در موضعی کردن خرابی ها تحت بارهای لرزه یی و جلوگیری از گسترش آنها در سازه دارد.

سامانه جداساز لرزه­ای به لحاظ عملکردی، یکی از بهترین سامانه­های مقاوم باربر جانبی در ساختمان های بتنی می­باشد. استفاده از جداساز لرزه­ای در سازه، باعث افزایش شکل­پذیری، جذب انرژی بالا و همچنین بهبود پایداری کل سازه می شود. برابر آیین نامه 2800، ساختمان های مورد استفاده در اماکن نظامی و انتظامی جزء ساختمان های با اهمیت خیلی زیاد به حساب می آیند. لذا برابر اصول پدافندی، عدم خرابی این سازه ها و قابلیت بهره­برداری از آنها پس از وقوع زلزله های شدید، مهم و حیاتی است. به همین خاطر، در این مطالعه، رفتار سازه ای یک ساختمان با کاربری انتظامی، با لحاظ کردن جداساز لرزه­ای لاستیکی با پلیمرهای تقویت شده با فیبر (FRP) در آن، به­منظور بررسی بهبود عملکرد لرزه ای و جلوگیری از تخریب سازه پس از زلزله، بررسی شده است. این سازه تحت تحلیل های استاتیکی غیرخطی(پوش اور)، دینامیکی غیرخطی، دینامیکی غیرخطی افزاینده (IDA) قرار گرفته است. سپس منحنی شکنندگی حاصل از این تحلیل ها برای سازه مورد نظظر استخراج و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شاخص های رفتار لرزه­ای سازه­ای به دست آمده از تحلیل های پوش­آور، تاریخچه­ زمانی، IDA و منحنی شکنندگی؛ بیانگر آن است که سازه­ جداسازی شده داری تغییرمکان جانبی نسبی کمتر نسبت به همان سازه بدون جداساز بوده است. همچنین پایداری، ظرفیت و برش پایه سازه جداسازی شده بهتر از سازه بدون جداساز می­باشد. به­طور کلی برای سازه های مجهز به جداساز لرزه ای، احتمال گذشتن آنها از هر سطح عملکرد نسبت به سازه های بدون جداساز، دیرتر رخ می­دهد.

چکیدهدر مطالعه حاضر، ارزیابی عملکرد لرزه ای ساختمان های فولادی بر روی دو نوع سامانه جداساز لرزه ای تحت زلزله های حوزه دور از گسل مورد بررسی قرار گرفته است. جداسازهای مورداستفاده، جداساز لاستیکی هسته سربی و جداساز آونگی تک قوسی می باشند. جهت مقایسه رفتار این جداسازها زمان تناوب مؤثر به عنوان یکی از مهم ترین خصوصیات جداساز انتخاب و زمان تناوب مؤثر جداسازها 2/5، 3/5 و 4/5 در نظر گرفته شده است. سه ساختمان فولادی دارای قاب خمشی فولادی ویژه 3، 7 و 12 طبقه بر روی جداگرها قرار گرفته و تحلیل شده اند. این سه ساختمان نمایانگر ساختمان های کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلندمرتبه می باشند. در این پژوهش، اثر این دو نوع جداساز لرزه ای در کاهش پاسخ شتاب ساختمانها و تغییرمکان نسبی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند کارایی هر دو نوع سامانه جداساز لاستیکی هسته سربی و جداساز اصطکاکی تک قوسی با افزایش ارتفاع ساختمان کاهش پیدا می کند. میزان کاهش کارایی توسط سامانه جداساز آونگی تک قوسی 14 درصد نسبت به جداساز لاستیکی هسته سربی بیشتر می باشد. افزایش دوره تناوب طبیعی هدف (کاهش سختی جداساز) در کاهش پاسخ ساختمان ها در سامانه جداساز لاستیکی هسته سربی به طور متوسط 27 درصد نسبت به سامانه جداساز اصطکاکی تک قوسی عملکرد بهتری دارد.

این تحقیق به بررسی تاثیر استفاده از جداسازهای لاستیکی هسته-سربی در کاهش ریسک لرزه ای ساختمآن های واقع در شهر تهران از دو منظر فنی و اقتصادی با تمرکز بر اثر پس لرزه­ها در طول عمر ساختمان می پردازد. در این ارتباط، ابتدا سه تیپ ساختمان 5، 10 و 15 طبقه با سیستم باربر جانبی قاب خمشی فولادی در نظر گرفته می شوند. تمامی ساختمآن ها در دو شرایط مختلف طراحی می شوند. یک بار بدون سیستم کنترلی و بار دیگر با حضور آن. در ادامه، با در نظر گرفتن گسل های فعال در شهر تهران و حومه آن، سناریوهای لرزه ای محتمل در طول عمر ساختمآن ها، یعنی 50 سال، شبیه سازی می شود. این شبیه سازی، شامل توالی های محتمل رخدادهای لرزه-پس لرزه و همچنین شتاب نگاشت های تصادفی غیرمانا مرتبط با هر رخداد می باشد. سپس با استفاده از روش شبیه سازی مونت-کارلو و تولید تعداد مکفی از سناریوهای تصادفی مذکور، رفتار و پاسخ مدل های سازه ای تحت اثر توالی های لرزه-پس لرزه به کمک روش تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی ارزیابی می گردد. در گام بعدی، با استفاده از مدل های خرابی و خسارت موجود و با در نظر گرفتن خسارت های ناشی از جرح و فوت، خرابی فیزیکی ساختمان و عدم بهره مندی از منافع مالی ناشی از عدم کارکرد ساختمان، ریسک لرزه ای طول عمر ساختمآن ها ارزیابی می گردد. همچنین برای اولین بار منحنی خسارت سازه های جداسازی شده در شهر تهران با در نظر گرفتن اثر پس لرزه ها ارائه می گردد. نتایج به دست آمده نشان دهنده کارایی قابل توجه سیستم جداساز لاستیکی هسته-سربی در ارتقای فنی عملکرد ساختمان و بالتبع آن کاهش معنی دار ریسک لرزه ای ساختمان می شود که جزییات آن در این مقاله به شرح و بررسی گذاشته شده است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.