خسارت‌پذيري قاب‌هاي فولادي مجهز به سيستم قاب ستون پيوند تحت زمين‌لرزه‌هاي متوالي بحراني

كارشناسي ارشد

سازه‌ها در مناطق لزره‌خيز تحت تأثير يك رويداد لرزه‌اي واحد قرار نمي‌گيرند، بلكه داراي يك دنباله لرزه‌‌اي متشكل از لرزه اصلي و چندين پس‌لرزه يا پيش‌لرزه هستند. بااين‌حال، تأثير توالي لرزه‌اي بر عملكرد سازه‌ها در اكثر آيين‌نامه‌هاي لرزه‌اي موجود موردتوجه قرار نگرفته است. مطالعات گذشته نشان داده است كه آسيب به سازه ممكن است به دليل توالي لرزه‌اي به ميزان قابل‌توجهي افزايش يابد، زيرا بازسازي سازه بين توالي لرزه‌اي به دليل كمبود زمان اساساً امكان‌پذير نيست. پيشگيري از فروريزش، اولويت اول در طراحي لرزه‌اي سازه است. محققان و متخصصان مهندسي زلزله به ساير اهداف عملكرد لرزه‌اي و توسعه سيستم‌هايي پرداخته‌اند كه علاوه بر اينكه از استحكام سازه اطمينان حاصل مي‌كند، تعمير سريع‌تر و هزينه تعمير كمتري را فراهم مي‌كند. ويژگي اين سيستم‌ها به اين‌گونه است كه آن‌ها قادرند تمام آسيب‌ها را در يك عنصر شكل‌پذير كه قابل تعويض است و به‌راحتي ترميم مي‌شود، متمركز كنند و به ساختار اصلي، از جمله سيستم مقاوم باربر ثقلي، اجازه مي‌دهند كه الاستيك بماند و آسيب نبيند. سيستم قاب ستون پيوندي (LCF) نمونه‌اي از اين سيستم‌ها است. در مطالعات اخير به اين نتيجه دست يافتند كه شاخص خسارت Park-Ang يكي از واقع‌بينانه‌ترين معيارهاي آسيب سازه است. بدين ترتيب، در اين مطالعه از شاخص خسارت Park-Ang استفاده شد و سه قاب ستون پيوند با 3، 7 و 11 طبقه كه به ترتيب نماينده سازه‌هاي كوتاه، متوسط و بلند مي‌باشند، مطابق ضوابط آيين‌نامه‌هاي لرزه‌اي ايران استاندارد 2800 ( ويرايش چهارم)، در نرم‌افزار ETABS2016 طراحي و در محيط نرم‌افزاري OpenSEES مدل‌سازي شدند. در ادامه پس از انتخاب سناريوهاي لرزه‌اي منفرد و متوالي بحراني ثبت‌شده، كليه قاب‌ها در معرض شتاب‌نگاشت‌هاي انتخابي، تحت تحليل ديناميكي غيرخطي قرارگرفته‌اند. درنهايت شاخص آسيب Park-Ang سيستم‌هاي قاب‌ ستون پيوند تحت زمين‌لرزه‌هاي منفرد و متوالي بحراني در تمامي طبقات به‌دست‌آمده و با يكديگر مقايسه شده است. نتايج حاكي از آن است كه به دليل كاهش سختي و استحكام سازه ناشي از لرزه اول، در اكثر قاب‌هاي ستون پيوند، نسبت شاخص خسارت Park-Ang تحت زلزله‌هاي متوالي در مقايسه با زلزله منفرد افزايش چشمگير مي‌يابد. اين موضوع بيش از پيش بيانگر ضرورت لحاظ نمودن پديده توالي لرزه‌اي در تحليل و طراحي سازه است. همچنين با بررسي روند بروز بيشينه خسارت در ارتفاع طبقات مي‌توان با تعيين طبقات حساس به خسارت مديريت تعويض تيرهاي لينك سيستم LCF را ارتقا داد. در اين پايان‌نامه طبقات مياني به عنوان طبقات حساس به خسارت شناسايي شده‌اند.

210711

دانشگاه علم و صنعت ايران

دمتر الهام رجبي

مهندسي عمران

دكتر غلامرضا قدرتي اميري