عملكرد لرزه اي قاب هاي فولادي بهسازي شده با مهاربند زانويي كمانش ناپذير با استفاده از روش خطوط همتراز شكنندگي

كارشناسي ارشد

هدف اين تحقيق ارزيابي عملكرد قاب‌هاي بهسازي شده با مهاربندهاي كمانش ناپذير زانويي (BRKB) است. سيستم سازه‌اي BRKB تحت زلزله‌هاي شديد مي‌تواند رفتار غير ارتجاعي پايدار و متقارني را از خود نشان دهد. BRKB ها مي‌توانند تغيير شكل‌هاي پلاستيك را تحمل نموده و انرژي زلزله را با رفتار پايدار و متقارن در طي سيكل‌هاي متوالي با تسليم كششي جذب نمايند. ازاين‌رو 6 عدد قاب 1، 2 و 3 طبقه از ميان مدارس كشور كه نياز به بهسازي داشتند، انتخاب شدند. اتصالات تير به ستون اين قاب‌ها به‌صورت خمشي است. براي مدل‌سازي اين قاب‌ها و تحليل‌هاي مربوطه از نرم‌افزار opensees استفاده گرديد. اتصال مهاربندهاي كمانش ناپذير زانويي به قاب به‌صورت مفصلي فرض شد. در ابتدا براي به دست آوردن زاويه بهينه قرارگيري مهاربند كمانش ناپذير زانويي، قاب‌ها تحت زواياي مختلف مورد تحليل قرار گرفتند و مشاهده گرديد كه در زاويه 45 درجه مقدار حداكثر دريفت بين طبقه‌اي قاب‌ها كمترين مقدار را دارد. سپس براي به دست آوردن طول بهينه مهاربند كمانش ناپذير زانويي، قاب‌ها با مهاربندهاي كمانش ناپذير زانويي با طول مختلف مورد تحليل قرار گرفتند. افزايش طول سبب كاهش دريفت بين طبقه گرديد. مشاهده شد هر چه طول مهاربندهاي كمانش ناپذير زانويي بيشتر مي‌شود، نسبت كاهش دريفت بين طبقه‌اي قاب به فولاد مصرفي افزايش مي‌يابد اما شيب اين افزايش رو به كاهش است. با داخل كردن ضريبي براي در نظر گرفتن مقدار فضاي اشغالي هر مهاربند و تأثيرات معماري آن مشاهده شد كه بهينه‌ترين طول بين 70 تا 100 سانتي‌متر است. سپس ميزان تفاوت نحوه توزيع مهاربندها بر اساس دريفت بين طبقه‌اي و توزيع يكنواخت باهم مقايسه شدند كه نشان داده شد در سازه‌هاي كوتاه مرتبه تفاوت اين دو توزيع ناچيز است. قاب‌ها تحت 20 شتاب‌نگاشت زلزله حوزه نزديك تحت تحليل تاريخچه زماني قرار گرفتند و مقدار حداكثر دريفت بين طبقه‌اي قاب‌ها به دست آمد. اين شتاب‌نگاشت‌ها طوري مقياس شدند تا معادل زلزله سطح خطر 1 گردند. خاكي كه قاب‌ها روي آن بنا شده‌اند تيپ 2 فرض گرديد. با استفاده از نتايج تحليل تاريخچه زماني و تحليل شكنندگي، درصدهاي مختلف احتمال رسيدن و رد شدن از حالت حدي ايمني جاني به دست آمد. سپس براي هر يك از اين حالات تحليل استاتيكي غيرخطي انجام گرفت و مقادير سختي و مقاومت قاب‌ها در هر يك از حالات از روي نمودار پوش آور به دست آمد. در انتها نموداري ترسيم گرديد كه به ازاي هر سختي و مقاومت قاب، احتمال رد شدن آن را از حالت حدي ايمني جاني نشان مي‌دهد. اين نمودار را خطوط هم‌تراز شكنندگي ناميديم. از آنجا كه اين نمودار احتمال رد شدن از حالت حدي ايمني جاني را تحت زلزله سطح خطر 1 نشان مي‌دهد، مي‌توان از آن براي بهسازي مبناي قاب‌ها استفاده نمود. واژه‌هاي كليدي: مهاربند كمانش ناپذير زانويي BRKB- سازه‌هاي كوتاه مرتبه- زلزله حوزه نزديك-تحليل شكنندگي-خطوط هم‌تراز شكنندگي

190258

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مهدي اقبالي

سازه

دكتر مرتضي رييسي دهكردي