ارزیابی لرزه ای قاب خمشی فولادی متداول دارای نقایص طراحی و اجرایی؛ مطالعه موردی: استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیم پهن و نقص در اجرای جوش نفوذی کامل

سازه های فولادی اجرا شده در ایران بنابر دلایل گوناگون دارای خطاهای طراحی و اجرایی متعددی همچون استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیم­پهن (۲IPE) به جای تک مقطع بال پهن (IPB)، وجود ترک در جوش، نقص در اجرای جوش نفوذی کامل و عدم قرارگیری ورق های پیوستگی در جای صحیح می باشد که وجود این خطاها موجب افزایش آسیب پذیری در این گونه قاب ها می شود. در این مطالعه، به منظور بررسی رفتار قاب های اجرا شده در ایران، دو نمونه قاب ۳ و ۵ طبقه موجود در نظر گرفته شده و احتمال خرابی و میزان خسارت متوسط سالیانه آنها با قاب آرمانی (ایده­آل) آیین نامه ای مقایسه شده است. به منظور تعیین رفتار غیر خطی قاب ها، در ابتدا تاثیر وجود نقص در اتصالات بر رفتار غیرخطی آنها با استفاده از نرم افزار اجزای محدود بررسی شده و سپس در ادامه با شبیه سازی رفتار غیرخطی قاب های اجرایی و قاب­های آرمانی، رفتار احتمالاتی آنها در زلزله ها تعیین شده و منحنی شکنندگی قاب ها برآورد گردیده است. همچنین، احتمال خرابی­های مختلف و خسارت متوسط سالیانه آنها در تهران برآورد شده است. نتایج نشان می دهد در سازه ۳ و ۵ طبقه احتمال خرابی قاب اجرا شده به ترتیب ۷/۱ و ۱۲/۴ برابر قاب آرمانی بوده و خسارت متوسط سالیانه به ترتیب ۷۶۲/۱ و ۳۶/۲ برابر قاب های آرمانی می باشد. بر این اساس می توان نتیجه گرفت که اولا، قابلیت اعتماد سازه های دارای نقص، بسیار کمتر از قاب های آرمانی آیین نامه ای می باشد. ثانیا، خسارات متوسط سالیانه قاب های اجرا شده دو برابر قاب های آرمانی است. ثالثا، نقص اجرایی در سازه های با ارتفاع بیشتر، تاثیر فزاینده­ای بر افزایش احتمال خرابی و خسارات متوسط سالیانه قاب ها خواهد داشت. این نتایج نشان دهنده ی این واقعیت است که به دلیل ضعف اجرایی، ایمنی سازه­های اجرا شده در ایران بسیار کمتر از میزان مورد نظر در آیین نامه است و با افزایش بلندی سازه، از میزان آن کاسته می­شود. بدین منظور پیشنهاد می شود استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیم پهن در ستون های قاب خمشی محدود شده و یا تمهیدات ویژه ای (مانند کاهش ضریب رفتار) برای آنها در نظر گرفته شود و نظارت کافی بر اجرای این سازه ها اعمال گردد.

Keywords:

قاب خمشی فولادی , نواقص اجرایی , منحنی شکنندگی , احتمال خرابی , خسارت متوسط سالیانه