بخشی از مقاله
چکیده
ارزیابی تحلیلی خرابیها پس از رخداد زلزلههاي نیرومند، بیانگر آن است که ساختمانهـاي بـا پیکربنـدي نامنظم، آسیب پذیرتر از ساختمانهاي با اسکلت سازهاي منظم میباشند. موضـوعات مـرتبط بـا دو مفهـوم نامتقارنی در پلان و نیز در ارتفاع، نمود بسیار روشنی در پدیدار شدن و تشدید یـافتن ویژگـیهـاي رفتـار
پیچشی دارند. همچنین در همین خصوص میتوان بـه عـدم انطبـاق مراکـز جـرم و سـختی در پیکربنـدي اسکلت مقاوم ساختمان اشاره داشت. بدیهی است که تغییر مولفههاي سختی ساختمان نامتقارن نسـبت بـه
زوایاي مختلف برخورد امواج زلزله میتواند به عنوان یک عامل موثر در ایجاد تغییرات بـزرگ مولفـههـاي پاسخ لرزهاي سازه و پدیدار شدن تشدید یافته اثرات پیچش، مطرح گـردد.. پـژوهش حاضـر شـامل نتـایج مطالعه رفتار لرزهاي یک ساختمان فولادي 15 طبقه با سیستم ترکیبی قابهاي صـلب و مهاربنـدي شـده و داراي نامنظمی در پلان است. پارامترهاي پاسخ لرزهاي سازه مطالعاتی بر اساس انجام یک مجموعه گسترده
تحلیلهاي تاریخچه زمانی تحت رکوردهاي حوزه دور و نزدیک، مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنـین
به جهت ارزیابی رفتار واقعی سازه، رکوردهاي زلزله در حالت میدان آزاد اعمال گردیـدهانـد. بـدین لحـاظ چگونگی تغییرات پارامترهاي پاسخ سازه نامتقارن مطالعاتی از دیدگاه لـرزه شناسـی مهندسـی و بـا لحـاظ نمودن مشخصات دقیق فیزیکی رکوردهاي نیرومند حوزه نزدیک بررسی شده است.
واژگان کلیدي:
سازه نامتقارن،زلزله حوزه نزدیک،رفتار لرزه اي،سیستم ترکیبی
.1 دانشجوي کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش سازه ،دانشگاه خوارزمی تهران، meysam.mohebian@yahoo.com .2 استادیار دانشکده فنی و مهندسی گروه عمران ،دانشگاه خوارزمی تهران، homami@khu.ac.ir
.3 استادیار دانشکده فنی و مهندسی گروه عمران ،دانشگاه خوارزمی تهران ، meshkat@khu.ac.ir
مقدمه
ساختار تحلیلی پاسخ لرزه اي سازه هاي میان مرتبه نامتقارن تحت اثر جنبش هاي نیرومند زمین در حوزه نزدیک گسل، بستگی
مستقیم به شکل و وضعیت اسپایک هاي شتاب و پالس هاي سرعت موجود در تاریخچه زمانی رکورد اینگونه زلزله ها دارد.
تاریخچه زمانی سرعت زمین متناظر با یک رکورد حوزه نزدیک حاوي اثرات گسلش پیشرو، داراي یک یا چند پالس موجی شکل
با دامنه بزرگ و دوره تناوب زیاد می باشد. پارامترهاي پاسخ لرزه اي ساختمان هاي میان مرتبه تا بلند از هر دو حالت رفتاري مود
گونه و نیز مشخصات ناشی از اثرات انتشار امواج زلزله در اسکلت سازه، تاثیر می پذیرند.( (Somerville,1997
مطالعات هال و همکاران(١٩٩٥(JF.Hall et al, نشان میدهد که پالس هاي بلند سرعت می توانند تقاضاي غیر الاستیک بزرگ در
ساختمان هاي چند طبقه ایجاد نمایند. مطالعات اخیر حاکی از این است که سازه هاي با دوره تناوب متوسط هم نسبت به ویژگی هاي پالس هاي بلند سرعت،حساس میباشند. پالس هاي سرعت رکورد هاي قوي زمین در نزدیکی گسل متناظر با ارتعاشات ناشی
از انتشار امواج برشی زلزله بوده که آن نیز نیز باعث ایجاد تغییر شکل هاي به نسبت بزرگ در سازه می گردد.
کریشنان در سال 2111 با طرحی 6 قاب خمشی فولادي با پلان هاي منظم و نامنظم و همچنین آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی
مدل ها تحت رکوردهاي حوزه نزدیک، پارامترهاي لرزه اي سازه ها را مورد بررسی قرار داد و تاثیر مود پیچشی و تسلیم نامتقارن
تحت این رکوردها را مشاهده نمود.( (Krishnan,2007
سئو و همکاران ( (Seo et al, 2012 با طراحی مجموعه اي از قاب هاي خمشی فلزي L شکل نامنظم در پلان، کاربرد سطح پاسخ مدل ها (RSMs) توسط شبیه ساز مونت کارلو (MCS) را مورد مطالعه قرار داده و تاثیر پارامترهاي مختلف از جمله سال ساخت، خروج از مرکزیت، جهت اعمال زلزله و ارتفاع طبقه اول را بر روي منحنی هاي شکنندگی مورد بررسی قرار دادند. نتایج
تحقیقات آنها نشان داد که پارامترهاي ارتفاع طبقه و سال ساخت بیشترین تاثیر را بر آسیب پذیري مدل ها در سطوح عملکردي
مختلف دارد و بیان نمودند که تنوع هندسی نامنظمی، جهت زلزله و سال ساخت باید در ارزیابی شکنندگی لرزه اي قاب هاي نامنظم مورد توجه قرار گیرد.
در تحقیق حاضر،پارامترهاي رفتاري یک ساختمان 15 طبقه نامنظم در پلان وداراي سیستم سازه اي دوگانه تحت رکوردهاي حوزه دور ونزدیک مطالعه شده است. بیشتر این رکوردها حاوي مشخصات جنبش نیرومند زمین از جمله پالس هاي پر انرژي و بلند
مدت سرعت در تاریخچه زمانی سرعت میباشند.سازه قاب محیطی بر طبق استاندارد 2800 ویرایش سوم طراحی شده وتوسط نرم
افزار PERFORM-3D ver.4,0,3 مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است.
مدل سازي و ملاحظات طراحی
قاب ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه، قاب محیطی خمشی با نامنظمی در پلان است. این سازه بر طبقسوماستاندارد2800 ویرایش
و مباحث ششم و دهم مقررات ملی ساختمان با ضریب رفتار (R=7) طرح شده است. در شکل 1 نماي جانبی قاب وپلان سازه
نشان داده شده است.
در سیستم قاب محیطی خمشی تیرهاي بیرونی با اتصال صلب به هم متصل شده اندوتیرهاي داخلی با اتصال مفصلی به تیرهاي
اطراف خود متصل هستند. در جداول 1تا4 مشخصات مقاطع به کار رفته درتیرها وستون هاوبادبندها مشخص شده است.بار مرده
تمامی طبقات برابر500 kg/m2 و نیز بار زنده طبقات اول تا 14 برابر 200 kg/m2 وطبقه پانزدهم برابر kg/m2نظر 150 در
گرفته شده است. جدول 5حاوي اطلاعات پریود متناظر با سه مود اول ارتعاش سازه به همراه ضرایب درصد مشارکت جرمی
مربوطه و همچنین ضریب زلزله (C) می باشد.
شکل(:(1نماي جانبی و پلان سیستم دو گانه مطالعاتی
جدول(:(1 ابعاد ستون هاي سیستم قاب هاي صلب خمشی و مهاربندي شده جدول :(2) ابعاد تیر هاي سیستم قاب هاي صلب خمشی و مهاربندي شده
طبقات ستون هاي بیرونی ستون هاي درونی طبقات تیرهاي بیرونی تیرهاي درونی
10-1 WF‐2‐40X2X30X2/5 WF‐40X20X1/5
5-1 2/5 X 50 BOX 2/5 X 42 BOX
15-11 WF‐2‐40X1/5X30X2 WF‐40X20X1/5
10-6 2/5 X 45 BOX 2/5 X 38 BOX
15-11 BOX 40X2/5 BOX 35X2/5
جدول(:(3 ابعاد ستون هاي کنار بادبندها جدول (4) :ابعاد بادبندها
طبقات ابعاد طبقات ابعاد
3-1 BOX 55X3PL2/5 3-1 2UNP260
9-4 BOX 50X2/5 9-4 2UNP240
15-10 X 45 BOX 12-9 2UNP220
2/5
15-13 2UNP180
جدول(:(5دوره تناوب و درصد مشارکت جرمی 3 مود اول سازه
T3 (مود پیچشی) T2 (مود انتقالی) )T1مود انتقالی) شماره مود
1/69 2/27 2/47 دوره تناوب
%1 %70 %59 درصد مشارکت جرمی
0/07 ضریب زلزله (C)
