بخشی از مقاله
چکیده
توجه به وقوع زلزله های قوی ومخرب در سال های اخیر و خساراتی که به تبع آن ایجاد شده است، ضرورت توجه و اهمیت بیشتر در امر طراحی ساختمان ها را آشکار می کند. از این رو توجه همگان به سمت ارزیابی و بررسی پارامتر های تاثیر گذار در طراحی سازه در مقابل زلزله معطوف می کند.
در این مقاله ضرایب مقاون افزون ، شکل پذری و ضریب رفتار سازهای فولادی مهاربندی شده با بادبند ضربدری مورد بررسی قرار گرفته است.بدین منظور سازه های فولادی مهار بندی شده با تعداد طبقات 7،5،3 طراحی شدند.ضریب رفتار بوسیله روش طیف ظرفیت محاسبه شد.برای محاسبه ضریب رفتار آنالیز های استاتیکی غیر خطی فزاینده با روش های متفاوت شامل آنالیز پوش آور متناسب با الگوی بار مود اول و آنالیز پوش آور مودال انجام شد.نتایج بدست آمده مغایر با ضریب رفتار موجود در آیین نامه 2800 شد.
مقدمه
کشور ایران از جمله کشورهایی است که در اثر زلزله خسارتهای مالی و جانی بسیاری دیده است لذا توجه به سیستم های مقاوم در برابر زلزله کاملاً ضروری به نظر می رسد. در ساختمانهای فولادی سیستم قاب خمشی به دلیل شکل پذیری مناسب و امکان اتلاف زیاد انرژی زلزله، سیستم مطلوب و مناسب به شمار می رود.
مشکل اصلی این سیستم در تغییر مکان جانبی و به عبارتی عدم سختی کافی است. برای رفع این مشکل فکر استفاده از سیستمهای دوگانه که شامل قاب خمشی فولادی با سیستم مقاوم دیگری که در حقیقت این سیستم برطرف کننده مشکل تغییر مکان قاب خمشی است، به وجود آمد. سیستم مکمل قاب خمشی در سیستم های دوگانه در ایران بادبندهای همگرا و غیر همگرا هستند.
سازههایی که در مناطق لرزهخیز ساخته میشوند باید بگونهای طراحی شوند که بتوانند نیروهای ناشی از اینرسی را که از تحریک پایهها در اثر زلزله ایجاد میشود، تحمل نمایند. طبیعت حرکات زمین باعث میشود تا تحریک پایهها در هر زلزله متفاوت و منحصر به آن زلزله خاص باشد. همچنین شرایط خاک موجود در محل سازه باعث میشود که حرکات پایه برای ساختمانهای مختلف در یک زلزله خاص متفاوت باشد. مجموعه این عوامل باعث میشود تا اثرات ناشی از زلزلههای آینده به دقت معنی داری قابل پیش بینی نباشد و در نتیجه مهندس طراح باید سازه را بگونهای طراحی نماید تا نیازمندیهای اساسی طراحی مقاوم در برابر زلزله را تامین نماید.
مهاربندهای فولادی
یکی از متداولترین سیستمهای مهاربندی قابهای فلزی، که به دلیل سرعت بالای اجرای آن نسبت به دیوار برشی، عمومیت بیشتری دارند، مهاربندهای فولادی میباشند. این مهاربندها که در دو دسته کلی مهاربندهای همگرا - - و مهاربندهای واگرا - - بکار برده میشوند، به صورت سیستم ترکیبی با قاب خمشی فولادی و همچنین با توجه به داشتن سختی جانبی بالا، در ساختمانهای بلند نیز قابل استفاده هستند.
مهاربندهای همگرا که رایجترین نوع آنها، مهاربند ضربدری شکل میباشد، از نظر افزایش مقاومت و سختی، گزینه بسیار مناسبی میباشند. این سیستمها نسبت به سیستم قاب خمشی، دارای سختی بیشتر، اجرای آسانتر و هزینه ساخت کمتری میباشند. در عین حال، مهاربندهای همگرا به جهت داشتن رفتار ضعیف غیرالاستیک که بر اثر کمانش اعضای قطری رخ میدهد، قادر به ایجاد یک ساز و کار مناسب و پایدار برای جذب انرژی نیستند و کاربرد آنها در مناطق زلزلهخیز مورد تردید است.
گزینه مناسبتر برای این مناطق، مهاربندهای واگرا میباشند که هر دو عامل شکلپذیری و سختی را با هم در اختیار دارند. فلسفه اصلی طراحی بادبندهای واگرا متمرکز نمودن عملکرد غیر خطی قاب در تیر پیوندی است.
در سیستمهای واگرا جهت متمرکز کردن رفتار غیرارتجاعی در تیر پیوندی، نیازمند استفاده از مقاطع فولادی سنگینتر در سایر اعضای مهاری میباشد، همچنین در این نوع از مهارنبدها، دیگر نمیتوان از اتصالات مفصلی استفاده نمود.
بررسی و محاسبه ضریب رفتار
تحلیل ارتجاعی سازههای تحت تأثیر زلزله، سبب ایجاد نیروی برش پایه و تنشهایی میشود که به میزان قابل توجهی بزرگتر از پاسخهای واقعی سازه میباشند. سازه با ورود به حوزه غیرارتجاعی میتواند مقدار زیادی از انرژی زلزله را جذب نموده و مقاومت کند.
از طرفی، تحلیل غیرخطی سازهها مستلزم انجام عملیات محاسباتی زمانبر و پرحجم میباشد، بنابراین در اکثر آیین نامه های طراحی ساختمان ها در برابر زلزله روش ساده و مناسبی تحت عنوان روش استاتیکی معادل، جهت دستیابی به پاسخ معقولی از رفتار غیرخطی سازه - بدون انجام یک تحلیل غیرخطی - ارائه شده است.
