ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب خمشی فولادی با دیوار برشی فولادی به روش تحلیل دینامیکی فزاینده(IDA)

ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه بر اساس تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده در سیستم قاب خمشی فولادی به همراه دیوار برشی فولادی و مقایسه آن با قاب خمشی فولادی از اهداف این مقاله است. برای انجام این تحقیق سازه های فولادی 9 و 13 طبقه با سیستم باربر جانبی قاب خمشی در سه دهانه به فاصله 5 متر و ارتفاع 2/3 متر مورد بررسی قرار گرفت. این سازه ها یکبار با در نظر گرفتن دیوار برشی فولادی و بار دیگر بدون دیوار برشی فولادی، مطابق با استاندارد 2800 ویرایش چهارم، با نرم فزار Etabsمدل سازی و سپس بارگذاری لرزهای شد و در نرم افزار اجزای محدود Opensees مورد تحلیل غیرخطی قرار گرفت. روش به کار رفته در بررسی رفتار این سازه ها به روش تحلیل دینامیکی افزایشی(IDA) است. در این روش 7 شتاب نگاشت زلزله با توجه به مشخصات سازه ها انتخاب شدند. بعد از انجام تحلیل IDA تحت چندین رکورد مختلف زلزله، دسته ای از منحنی های IDA به دست آمده که با توجه به تعداد زیاد نمودارها و برای دستیابی به یک حالت کلی از رفتار سازه و کاهش پراکندگی اطلاعات، منحنی های IDA در صدک های 16٪، 50٪ و 84٪ خلاصه گردید. سپس با استفاده از تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) تحت 7 رکورد زلزله، 4 حالت خرابی بر اساس نسبت ماکزیمم Drift بین طبقه در نظر گرفته شد که به ترتیب حالت خرابی جزیی(Slight)، حالت خرابی متوسط (Moderate)، حالت خرابی گسترده (Extensive) و حالت خرابی کلی یا کامل(Complete) می باشد. مقادیر عددی مربوط به هر حالت خرابی مطابق با آیین نامه HAZUS ارایه شده است. تمامی پارامترهای موثر در مدل سازی از جمله اتصالات تیر به ستون و همچنین نحوه تعیین مقاطع نوارهای دیوار برشی فولادی از آیین نامه های آمریکا و کانادا تعیین می گردد در نتیجه، اثرات وجود دیوار برشی فولادی در تقویت و بهبود سازه بر اساس سطوح عملکرد ارزیابی شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که اثرات دیوار برشی فولادی در قاب های دوگانه بر اساس منحنی ظرفیت سازه ها باعث کاهش در صدک های 16 درصد،50 درصد و 84 درصد نسبت به سازه های قاب خمشی فولادی شده است که این میزان کاهش به ترتیب در سازه های 9 طبقه 56%، 64% و 63% و در سازه های 13 طبقه 39%، 32% و 32% می باشد. همچنین مشاهده می گردد که در سازه های کوتاه بر اساس منحنی ظرفیت سازه تاثیر دیوار برشی فولادی در سازه بیشتر است و هر چه ارتفاع سازه بیشتر می شود از تاثیرآن در سازه ها کاسته می گردد.

Keywords:

کلمات کلیدی : دیوار برشی فولادی , تحلیل دینامیکی فزآینده , منحنی شکنندگی , فروپاشی دینامیکی