بخشی از مقاله
چکیده
میاقابهای مصالح بنایی به شکل دیوارهای خارجی و داخلی در ساختمانهای معمول شهری دیده میشوند. این ساختمانها متشکل از یک سازه باربر بتن مسلح یا فولادی هستند که میانقابها به عنوان جدا کننده فضاهای معماری و نیز به صورت دیوارهای پوششی ،فضاهای بین قابهای سازه را پر کرده اند . از آنجایی که عموما میانقابها به عنوان اعضای غیر سازه ای مورد توجهند اغلب ، مهندسان سازه آنها را نادیده می گیرند. از طرفی آییننامههای طراحی نیز ضوابطی را برای سازههای که در آنها میانقاب وجود دارد در نظر گرفتهاند.
اما مشکل زمانی بوجود میآید که طراحان سازه در اکثر مواقع سازهها را بر اساس عدم وجود میانقاب در نظر گرفته و طراحی مینمایند؛ ولی در عمل و هنگام اجرای سازهها، دیوارها به قابها چسبیده و اثرات میانقاب به سازه اعمال میگردد. لذا در اثرات میانقاب به سازه اعمال گردیده است برای بررسی اثرات میانقابها در پاسخهای لرزهای سازههای بتنی با قابهای خمشی، سازههای بتنی با تعداد طبقات مختلف در نرمافزار مدلسازی خواهد شد. سازههای یکبار با میانقاب و یکبار بدون میانقاب مدلسازی شده و پاسخهای لرزهای در محدوده خطی و غیرخطی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل سازه ها نشان دهنده ی این است که در اکثر مدلها وجود میانقاب باعث افزایش آسیبپذیری شده خرابی سازههای بتنی را افزایش می دهد.
-1 مقدمه:
در سازه ها از همان ابتدا در نظر بود ساختمانها بگونه ای ساخته شوند که مقاطع آن جاری شوند تا بتوان از ظرفیت شکل پذیری فولاد استفاده کرد و مقاطع کوچکتری بدست آید. اما تحلیل سازه ها با در نظر گرفتن جاری شدن مقاطع - تحلیل غیرخطی - کار بسیار پیچیده و زمان بری بود لذا تصمیم گرفته شد تحلیل و طراحی ساختمانها بصورت خطی انجام شود. به همین جهت با اعمال ضریبی به نام ضریب رفتار مقدار برش پایه ساختمان در محدوده خطی تخمین زده شد و ساختمان بصورت خطی تحلیل و طراحی گردید اما چون با کل نیروی جانبی وارد به سازه تحلیل و طراحی خطی انجام نشده ، ساختمان در برابر نیروی جانبی وارد محدوده غیرخطی میشود.
توجه داشته باشیم با اعمال ضریب رفتار میتوان سازه را در محدوده خطی تحلیل و طراحی کرد و از صحت رفتار سازه در محدوده خطی اطمینان حاصل کرد اما زمانی که سازه وارد محدوده غیرخطی میگردد کنترل دقیقی در رفتار سازه نداریم و نمیتوان با تحلیلهای خطی رفتار سازه را در محدوده غیرخطی مورد بررسی قرار داد. در آنالیزهای غیرخطی نیازی به اعمال ضریب رفتار نیست چراکه شما رفتار واقعی سازه را با اعمال کل نیروی وارد به سازه مورد بررسی قرار میدهید و ضریب رفتار که مقدار برش پایه در محدوده خطی را مشخص میکند در این نوع تحلیل جایگاهی ندارد. در ضمن با تحلیل های غیرخطی میتوان از ظرفیت سازه استفاده بیشتری کرد و مقاطع کوچکتری بدست آورد چراکه در تحلیل های خطی با اعمال ضریب رفتار که محافظه کاری زیادی دارد مقاطع بزرگتری بدست میاید.
امروزه در آیین نامه های دنیا استفاده از تحلیل های غیرخطی کاربرد بیشتری پیدا کرده است در آیین نامه های ایران نیز از سال 1385 در نشریه - 360 دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود - و پیش نویس استاندارد 2800 ویرایش چهارم تحلیل های غیرخطی آورده شده است. تحلیل های غیرخطی به عنوان تحلیل های دقیق تر که میتواند عملکرد سازه را بسیار بهتر و کامل تر از تحلیل های خطی بررسی کند در بهسازی لرزه ای ساختمانها و پروژه های تحقیقاتی کاربرد بسیار زیادی دارد.
-2 مطالعات گذشته
سانین نژاد روش پیشنهاد شده سختی جانبی قاب فولادی میان پر با مصالح بنایی را تا لحظه شکست و ظرفیت بار نهایی را تا درجه قابل قبولی از دقت پیش بینی می کند. این روش رفتار غیرخطی را که هم در قاب فولادی - به علت تشکیل مفاصل پلاستیک - و هم در صفحه بنایی رخ می دهد توجیه می کند.
مدلسازی میانقابها با مصالح بنایی با استفاده از نرم افزارهای متداول طراحیانجام شده و نتایجی ارائه شده است .
مصلم استفاده از یک مدل با سه دستک نسبت به مدلی با یک دستک قابلیت بهتری را در نشان دادن ناحیه واقعی تحت تنش میانقاب در اختیار قرار خواهد داد. بعلاوه، سه دستک به طور هم زمان گسیخته نمی شوند؛ بنابراین مشابه نمونه واقعی، مدلسازی خرابی مرحله به مرحله ممکن می شود .
تحقیقات آزمایشگاهی و تحلیلی بر روی رفتار قابهای میان پر از دهه 1950 تا به امروز برای شناخت جنبه های مختلف تاثیر وجود میانقاب بر رفتار قاب تحت اثر بارهای جانبی صورت پذیرفته است. با توجه به پیچیدگی و حساسیت موضوع میان قاب ها پژوهشگران بسیاری برروی این موضوع تحقیق نمودهاند که میتوان خلاصهای از این تحقیقات را در گزارشهای مقدم- داولینگ - Paulay and priestely 1992 - ، فردیس - Fardis 1996 - ، ودستورالعملهای FEMA306 و - FEMA 356. 2000 - 307 ملاحظه نمود.
-3 شرح مسئله و بیان مدلسازی
میاقابهای مصالح بنایی به شکل دیوارهای خارجی و داخلی در ساختمانهای معمول شهری دیده می شوند . این ساختمانها متشکل از یک سازه باربر بتن مسلح یا فولادی هستند که میانقابها به عنوان جدا کننده فضاهای معماری و نیز به صورت دیوارهای پوششی ،فضاهای بین قابهای سازه را پر کرده اند . ار آنجایی که عموما میانقابها به عنوان اعضای غیر سازه ای مورد توجهند اغلب ، مهندسان سازه انها را نادیده می گیرند .
چشم پوشی از اثر میانقابها از نظر مقاومت در جهت اطمینان است - این دیوارها با مقاومت اضافی که به قاب میدهند در تحمل نیروی زلزله و در نتیجه پایداری کلی سازه تاثیر مثبتی دارند - ولی این نادیده گرفتن همیشه به یک روش محتاطانه و در جهت اطمینان نمی انجامد . بدین شکل که میانقاب به قاب ،سختی اظافی را تحمیل و در نتیجه در هنگام زلزله آن قاب سهم بیشتری از نیروی زلزله را جذب می کند . در واقع ،میانقاب نیروی زیادی را انتقال می دهد که بعد از سیکل های اول بار گذاری باعث شکست ترد میانقاب و انتقال ناگهانی نیرو به ستونها می شود .این انتقال نگهانی نیرو باعث شکست ستونها و فرو پاشی سازه خواهد شد زیرا قاب تو خالی مدل شده سختی کمتری داشته در نتیجه برای نیروی کمتری طراحی شده است .
