ارزيابي لرزه‌اي سازه‌هاي گهواره‌اي با استفاده از روش زمان دوام

كارشناسي ارشد

سيستم‌هاي قاب مهاربندي معمولي ظرفيت دريفت محدودي را قبل از كمانش تحت بارهاي لرزه‌اي از خود نشان مي‌دهند و آسيب‌هاي ايجادشده در آن‌ها، منجر به كاهش مقاومت و سختي مي‌شود. سيستم‌هاي Self-Centering Buckling Resistance Column Braced Frame (SC-BRC-BF) توسعه‌يافته‌اند تا علاوه بر افزايش ظرفيت دريفت، كاهش آسيب و دريفت ماندگار را در سيستم ايجاد نمايند. سيستمSC-BRC-BF شامل دو هسته صلب است كه توسط ستون‌هاي كمانش ناپذير (BRCs) در طبقات به يكديگر متصل شده‌اند. BRCs به عنوان فيوز تعويض‌پذير جهت جذب انرژي ورودي و به‌منظور كاهش پاسخ لرزه‌اي در اين سيستم‌ها استفاده مي‌شود. جهت بازگردانندگي سيستم از كابل پيش‌تنيده عمودي استفاده مي‌شوند. اين پژوهش شامل سه قسمت به شرح زير مي باشد؛ در قسمت اول پژوهش، يك رويكرد طراحي اوليه براي سيستم‌هايSC-BRC-BF براي سازه‌هاي 3، 6 و 9 طبقه (كوتاه مرتبه) معرفي مي‌كند. سازه بهينه با نسبت مساحت مناسب بين كابل و BRC و همچنين ميزان پيش تنيدگي كابل با استفاده از حل معادلاتي و با استفاده از تحليل ديناميكي غيرخطي در حالت هسته‌ي صلب انتخاب شده است. سپس هسته هاي گهواره‌اي با لحاظ اثرات مودهاي بالا طراحي شده است. در پايان اين قسمت، سازه ها تحت تحليل هاي تاريخچه زماني مقياس شده به طيف آيين نامه در دو سطح زلزله DBE و MCE مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج تحليل ها نشان مي دهد كه روش طراحي انتخابي و هم چنين سازه‌هاي بهينه‌ي انتخابي درمقابل بارهاي لرزه اي عملكرد مطلوبي داشته است. در قسمت دوم پژوهش، سازه‌هاي بهينه انتخاب شده در پژوهش قبل (سازه‌هاي 3، 6 و 9 طبقه) مورد ارزيابي با روش زمان دوام قرار گرفت. ركوردهاي زلزله و همچنين تابع شتاب زمان دوام (سري en) براي هر يك از سازه‌ها بر اساس طيف‌هايBSE-1, BSE-2 آيين‌نامه ASCE41-06 مقياس شده جهت بررسي دقت نتايج زمان دوام، تحليل ديناميكي با استفاده از يك مجموعه ركورد 7 تايي انجام‌شده است. بررسي نتايج(ماكزيمم دريفت بام, شاخص DCF , ماكزيمم دريفت بين طبقه اي و ماكزيمم كرنش ايجاد شده در اعضا) حاصل از تحليل تاريخچه زماني سازه‌ها تحت 7 ركورد زلزله مقياس شده در سطوح خطر DBE , MCE، نشانگر صحت نتايج تخمين روش زمان دوام بوده است. استفاده از سيستم‌هاي SC-BRC-BF در سازه هاي بلندمرتبه و ميان‌مرتبه داراي مشكلاتي از جمله؛ تشديد اثرات مودهاي بالاتر به صورت افزايش تلاش‌هاي خمشي و برشي در اعضاي هسته، افزايش مساحت كابل‌هاي پيش‌تنيده و افزايش مقاطع طراحي هسته، مي باشد. در قسمت سوم پژوهش، به بررسي رفتار لرزه‌اي سيستم‌هاي سازه هاي ميان مرتبه (سازه‌هاي 12 , 16, 18 طبقه) با بكارگيري سيستم‌هاي Buckling Resistance Column Braced Frame (BRC-BF) پرداخته شده است. در اين سيستم هاي علاوه بر افزايش ظرفيت دريفت، كاهش آسيب سازه‌هاي و تعمير پذيري را در سيستم ايجاد نمايند. سيستمBRC-BF شامل دو هسته صلب است كه توسط ستون‌هاي كمانش ناپذير (BRCs) در طبقات به يكديگر متصل شده‌اند. در اين قسمت سازه ها تحت ركوردهاي مقياس شده به طيف آيين نامه در دو سطح DBE و MCE مورد بررسي قرار گرفته و هم چنين نتايج با استفاده از روش زمان دوام مورد بررسي قرار گرفت.

196209

دانشگاه علم و صنعت ايران

عمران

وحيد بروجرديان