بخشی از مقاله
چکیده
در زلزله سن فرناندو در کالیفرنیا در سال 1971، بیمارستان الیویر به علت دارا بودن دیوار برشی ناپیوسته و ایجاد طبقه نرم با اتصالات صلب ویران شد و در زلزله کوبه (هانشین) ژاپن در سال 1995 میلادی و زلزله هایی با بزرگاهای متفاوت در نقاط مختلف بارها جان انسان های بی گناه بر اثر حذف سیستم باربر جانبی نظیر مهاربندها در طبقات پایینی سازه بنا به دلایل معماری (در و پنجره) یا تغییر کاربری از مسکونی به تجاری از بین رفته است. در این تحقیق اثرات حذف مهاربند در طبقات پایینی قاب هایی با تعداد 4 طبقه با انجام آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی و تاثیر تغیییر سیستم باربر لرزه ای مطالعه گردیده است. همچنین روابط کلاسیک محاسبه سختی سیستم های مهاربندی ضربدری و قاب خمشی توسعه داده
شده اند و پارامترهای طراحی لرزه ای سیستم باربر جانبی نظیر دریفت و برش پایه قاب ها تحت 4 رکورد چی چی، سن فرناندو، نورتریج و
طبس مورد بررسی قرار گرفته است. طی بررسی های انجام شده تحت 4 رکورد، بر اثر حذف مهاربند در طبقه اول یا دوم دریفت حداکثر طبقه نسبت به قاب مهاربندی افزایش و برش پایه کاهش چشمگیری پیدا کرده است. با ایجاد قاب خمشی و افزایش سختی در طبقه اول یا دوم، دریفت طبقه نرم روند رو به کاهش و برش پایه روند افزایشی پیدا کرده است. همچنین براساس آنالیزهای انجام شده حذف مهاربند در طبقه دوم کمی بحرانی تر از حذف مهاربند در طبقه اول است.
کلمات کلیدی: طبقه نرم، سختی، دریفت، مهاربند ضربدری، آنالیز دینامیکی غیرخطی.
-1 مقدمه
در بسیاری از سازه ها به دلیل ایجاد بازشو و یا افزایش ارتفاع یک طبقه نسبت به سایر طبقات و اجبار در حذف مهاربند و میانقاب در سازه
طبقه نرم ایجاد می گردد که این اتفاق معمولا در هتل ها یا مکان های تجاری بزرگ و پارکینگ ها اتفاق می افتد.
گسیختگی طبقه نرم در صورت عدم وجود میانقاب براساس شکل 1 به سه نوع تقسیم می شود .[1]
الف ب پ
شکل :1 گسیختگی طبقه نرم در صورت عدم حضور میانقاب[1]
که گسیختگی در الف: تسلیم کششی میلگردهای بتن مسلح، ب: تسلیم ستون و پ: گسیختگی برشی ستون می باشد. گسیختگی طبقه نرم با حضور میانقاب بر اساس شکل 2 به دو نوع تقسیم می شود.
الف ب
شکل :2 گسیختگی طبقه نرم با حضور میانقاب[1]
که گسیختگی در الف: تسلیم خمشی دیوارهای طبقه نرم و ب: گسیختگی برشی طبقه نرم می باشد.[1]
اولین تحقیقات در مورد طبقه نرم در سال 1986 توسط مول و الارکون[ 2] 1 با بررسی رفتار سازه های بتن آرمه با سیستم دوگانه قاب خمشـی و دیوار برشی در یک مطالعه تحلیلی و آزمایشگاهی انجام گردید که در یکی از مدل ها، دیوار برشی در تراز طبقه اول قطع شد و مشاهده گردید کـه نیاز شکل پذیری اعضا در محل ناپیوستگی 4 تا 5 برابر حالتی است که دیوار برشی قطع نگردیده است.
علی و کراوینکلر2 در سال [2] 1998 با مطالعه بر روی یک سازه 10 طبقه با 15 شتابنگاشت مختلف به این نتیجه رسـیدند کـه تـاثیر بـی نظمـی
مقاومت از هر سه نوع بی نظمی مقاومت، سختی و جرم بیشتر است، همچنین تاثیر هم زمان ترکیب بی نظمی سختی و مقاومت بر رفتـار لـرزه ای سازه از تمام بی نظمی ها در ارتفاع بیشتر است.
چوپرا و چینتانپکدی3 در سال [2] 2004 اثر بی نظمی سختی و مقاومت را بر روی دریفت و تغییرمکان یک ساختمان 12 طبقه با در نظر گرفتن
ستون قوی و تیر ضعیف با 20 شتابنگاشت بررسی کردند و مشاهده نمودند که در صورت ایجاد طبقه نرم یا ضعیف، دریفت ایـن طبقـه و طبقـات
مجاور آن نسبت به سازه منظم اولیه زیاد می گردد و در سایر طبقات مقدار دریفت کمتر از سازه منظم می شود. لذا بی نظمی در یک طبقه در تغییر مکان ایجاد شده در طبقات بالایی تاثیر چندانی ندارد و بیشتر در همان طبقات تاثیرگذار است.
1 Moehle and Alarcone 2-Ali and Krawinkler 3 Chintanapakdee and Chopra
مطالعات انجام شده توسط محققان چینی به نام های ترانگ و لی1 در سال [3] 2008 بر روی اثر نامنظمی در ارتفاع یک سازه 20 طبقه با سیستم
قاب خمشی ویژه انجام پذیرفت و مشاهده گردید که تیرهایی که نزدیک اتصالات بودند و دارای عرض بال کاهش داده شده بودند عملکرد خوبی
داشتند و توانستند مفاصل پلاستیک را به دور از اتصالات تیر به ستون انتقال دهند. نامنظمی در طبقات 1، 1 تا 3، 9 تـا 12، 18 تـا 20 و 20 ایجـاد
گردید. کاهش سختی، دریفت در طبقه مورد نظر را افزایش داده و در طبقات مجاور دریفت کاهش یافـت، همچنـین مشـاهده گردیـد کـه کـاهش
سختی در طبقات میانی و پایینی سازه نسبت به طبقات فوقانی اثر شدیدتری دارد.
