طراحی لرزهای قاب فولادی مهاربندی شده زانویی بدون المان قطری و ارزیابی پارامترهای رفتاری این سیستم

در سیستم قاب فولادی مهاربندی شده زانویی بدون المان قطری، انتهای تیرها توسط اتصالات مفصلی (ساده) به ستونها متصل شده و تیر و ستون توسط یک المان زانویی کوتاه با اتصال مفصلی به همدیگر متصل میشوند. در این سیستم سازهای، درواقع یک اتصال صلب ناحیهای به جای یک اتصال صلب متمرکز موجود در سیستم قاب خمشی ایجاد میشود که می توان با پیکربندی و جزئیاتبندی مناسب المانهای این سیستم در ضمن حفظ ویژگیهای مطلوب معماری، بر مشکلات موجود در سیستم قاب خمشی از جمله؛ تغییر مکان جانبی زیاد ناشی از پایین بودن سختی جانبی و اجرای اتصالات گیردار با جزئیات دست و پاگیر که نیازمند به تکنولوژی ساخت، اجرا و بازرسی بالا میباشد، تا حدودی فایق آمد. در این مقاله به بررسی دو نوع مکانیزم شکلپذیر برای طراحی لرزه ای این سیستم و مقایسه آن با قاب خمشی فولادی به لحاظ پارامترهای رفتاری، مکانیزم خرابی و مقدار مصالح مصرفی پرداخته شده است. در مکانیزم نوع اول سعی بر متمرکز کردن رفتار غیرخطی در المانهای زانویی بوده به طوریکه تیر و ستون در حالت الاستیک باقی بمانند، اما در مکانیزم نوع دوم سعی شده تا با تشکیل مفاصل پلاستیک خمشی در تیرها، انرژی وروده از زلزله به سازه مستهلک شده و سایر اعضای قاب در حالت الاستیک باقی بمانند. به عنوان نمونه مطالعاتی، 4 نمونه از قابهای طراحی شده از هر کدام از سیستمهای سازهای قاب فولادی زانویی و قاب خمشی ویژه تحت تحلیلهای پوشاور قرار گرفتند. نتایج ارزیابی لرزهای مطابق با دستورالعمل FEMA-356 و دستورالعمل بهسازی ساختمانهای موجود حاکی از آن است که قاب فولادی مهاربندی زانویی بدون المان قطری طراحی شده بر اساس مکانیزم نوع دوم به لحاظ پارامترهای رفتاری و نوع مکانیزم خرابی شبیه قاب خمشی ویژه بوده و حتی در بعضی موارد شرایط مطلوبتری دارد. اما قابهای طراحی شده بر اساس مکانیزم نوع اول برای ساختمانهای متوسط و بلند از عملکرد خوبی برخوردار نیستند.

Keywords:

المان زانویی , طراحی ظرفیتی , ضریب اضافه مقاومت , ضریب شکل پذیری , ضریب رفتار