بررسی روش حذف طبقات فوقانی در بهسازی لرزه ای ساختمان های فولادی

یکی از راههای مناسب کاهش نیروی زلزله در ساختمان ها کاهش جرم سازه می باشد. در بند 2-6 از دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود، یکی از راهکارهای بهسازی ساختمان ها کاهش جرم آن عنوان شده است و در تفسیر دستورالعمل آن را با توجه به اینکه با کاهش جرم می توان میزان تغییر شکل ها و نیروهای داخلی ناشی از زلزله را در اعضا کاهش داد، برشمرد. برای این منظور تخریب طبقات فوقانی، تغییر نمای ساختمان یا تغییر مشخصات دیوارهای داخلی را مطرح می نماید. هدف از این تحقیق بررسی روش بهسازی سازه های موجود با کاهش وزن سازه با استفاده از روش حذف طبقات فوقانی در ساختمان های فولادی و تعیین میزان تأثیر این روش بر تغییر شکل ها و نیروهای ایجاد شده در سازه می باشد. بدین منظور سه نمونه ساختمان با تعداد طبقات 9، 12 و 15 با پلان مشابه انتخاب شده و با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی (pushover) مورد طراحی، آنالیز و ارزیابی قرار گرفته اند. در نمونه های انتخابی سیستم سازه ای قاب ساده با مهاربندی هم محور در دو امتداد و با آرایش های مختلف در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی اثر کاهش وزن سازه به روش حذف طبقات فوقانی، یکبار با حذف یک طبقه و بار دیگر با حذف دو طبقه تحلیل استاتیکی غیر خطی با دو نوع توزیع بار مختلف یعنی توزیع یکنواخت و توزیع مثلثی معکوس و همچنین سه حالت ترکیبات مختلف بارها در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در ساختمان 9 طبقه با حذف یک طبقه یعنی 11/1% کاهش جرم، نیروی زلزله 6% کاهش یافته است و با حذف دو طبقه این میزان تقریبا دو برابرشده است. در ساختمان 12 طبقه کاهش یک طبقه نیروی زلزله را 4/2% کاهش داده است و این مورد در ساختمان 15 طبقه به 3/5% رسیده است که نشان می دهد در ساختمان های کوتاه تر میزان تأثیر این روش بیشت رمی باشد. اما در هر مورد می توان با توجه به میزان ضعف سازه موجود، از این نتایج استفاده نمود. تغییرات دوره تناوب سازه ها و همچنین میزان تغییر مکان بام در دو جهت در نمودارهایی ارائه شده است. اثر این روش بر مقاومت، سختی، شکل پذیری و ضریب شکل پذیری سازه ها نیز محاسبه شده است.

Keywords:

کاهش وزن سازه , حذف طبقات فوقانی , تحلیل استاتیکی غیر خطی , میزان تغییر شکل , سازه های مهاربند فولادی