بخشی از مقاله
چکیده
بادبندهاي کمانشتاب یکی از جدیدترین سیستمهاي مهاربندي براي مقابله با بار جانبی در سازهها میباشند. این سیستم که بعد از زلزلههاي نورث ریج و کوبه رونق زیادي پیدا کرده است داراي سختی وشکلپذیري بالایی میباشد. د ر این مقاله عملکرد لرزهاي این سیستم مهاربندي تحت زلزلههاي حوزه نزدیک به کمک منحنیهاي شکنندگی ارزیابی میگردد. براي این منظور سه ساختمان 3 و 6 و9 طبقه بر اساس ضوابط استاندارد 2800 بارگذاري لرزهاي و مطابق ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان و به کمک نرمافزارETABS2015 طراحی شدهاند. ساختمانها در نرمافزارPERFORM-3D به صورت سه بعدي مدلسازي و با استفاده از شش زوج شتابنگاشت همپایه شده تحلیلهاي تاریخچه زمانی غیرخطی انجام شده است. با استفاده از نتایج تحلیل, منحنیهاي شکنندگی براي پارامترهاي تغییر مکان بین طبقهاي و تغییر شکل محوري مهاربندها ارائه شدهاند. نتایج نشان میدهد همه ساختمانها براي تغییرمکان بینطبقهاي در سطح عملکرد استفاده بیوقفه در شتاب بیشینه بالاتر از 0.5g عمدتا دچار شکست شدهاند.
کلمات کلیدي: منحنی شکنندگی، مهاربند کمانشتاب، زلزله حوزه نزدیک، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی
-1 مقدمه
زلزله یکی از مخربترین پدیدههاي طبیعی است که صدمات مالی و جانی جبرانناپذیري را به همراه دارد. هر چند تاکنون روش علمی جهت پیش بینی زمان زلزله یافت نشده اما میتوان بناها را تا حد امکان در برابر زلزله ایمن ساخت. پیشبینی میزان آسیب وارد بر سازهها در برابرشدت معینی از حرکت لرزهاي زمین از اهمیت زیادي برخورددار است و مبناي بسیاري از تصمیم- گیريها براي مقاوم سازي سازهها میباشد. زلزلههاي اخیر مانند نورثریج - 1994 - و کوبه - - 1995 نشان دادهاند که بسیاري از ساختمانهاي طراحی شده بر اساس ضوابط و مقررات طراحی بازهم آسیبپذیر میباشند. - - Brunesi E et al, 2015 امروزه سیستم مهاربند همگرا یکی از متداولترین سیستمهاي سازهاي براي مقابله با بارهاي لرزهاي در طراحی و ساخت، سازههاي فولادي میباشد واستفاده از آن به دلایل اقتصادي و اجراي آسان رشد چشمگیري پیدا کرده است. با این حال آسیب پذیري شدید آن در زمینلرزههاي اخیر مانند مکزیکو - - 1985، نورثریج - - 1994، کوبه - - 1995 و........نگرانیهاي زیادي را در مورد عملکرد لرزهاي این سیستم بوجود آورده است. - اربابی و سلمانپور، - 1389
از آنجا که کمانش مهاربند در فشار عامل اصلی عملکرد نامطلوب قابهاي مهاربندي شدهي همگراي متداول میباشد، در دو دههي گذشته مطالعات بسیاري به منظور توسعه مهاربندهایی با رفتار الاستوپلاستیک ایدهالتر انجام شده است. در نهایت به این نتیجه رسیدهاند که رفتار نامطلوب و ناهمگون قابهاي مهاربندي شده با مهاربندهاي متعارف را میتوان با ایجاد رفتار یکسان عضو مهاربند در فشار و کشش، با جلوگیري از کمانش تحت بارهاي فشاري بهبود بخشید که این مطالعات منجر به ساخت مهاربندهاي کمانشتاب با سختی و قابلیت استهلاك انرژي بالا و صرفهجویی در مصرف فولاد نسبت به قاب خمشی شده است. مهاربند کمانشتاب از یک هسته فلزي و یک مکانیسم خارجی براي جلوگیري از کمانش هسته در فشار تشکیل شده است، متداولترین مکانیسم براي جلوگیري از کمانش هسته در فشار، قراردادن هسته در یک غلاف فولادي و پر کردن غلاف با بتن می باشد.
با جلوگیري از کمانش هسته، المان می تواند در فشار همانند کشش جاري شده و بدین ترتیب توانایی جذب انرژي آن به طور چشمگیري افزایش مییابد. - - Lopez and Sabelli, 2004 از آنجا که فقط یک تحلیل دینامیکی غیرخطی میتواند بیانگر رفتار صحیح و واقعی سازهها در هنگام زلزله باشد. در سالهاي اخیر با پیشرفت گسترده علوم کامپیوتري امکان رشد گستردهاي در تحلیل غیرخطی سازهها فراهم شده است. بررسی آنالیز کارایی و عملکرد سیستم مهاربند کمانشتاب از اهمیت بسیار بالایی برخورددار میباشد زیرا تحقیقات بسیار کمی در این راستا انجام شده است. یکی از روشهاي بسیار خوب براي بررسی عملکرد که در سالهاي اخیر براي پیشبینی عملکرد انواع سازههايساختمانی مورد استفاده قرار گرفته است و نتایج قابل قبولی را ارائه داده است، استفاده از منحنیهاي شکنندگی میباشد. منحنی شکنندگی احتمال وقوع یا فراگذشت از یک سطح عملکرد را بیان میکند. رسم وتولید منحنیهاي شکنندگی ازسازههاي تأسیسات هستهاي درسال 1980 آغاز شده است. چرا که این سازهها جزء سازه هاي بسیار مهماند وآسیبدیدگی آنها در هنگام زمینلرزه بسیار خطرناك است. در ایران نیز در سال 1386 منحنیهاي شکنندگی براي سازه هاي بتن مسلح داراي دیوار برشی رسم شد. براي این کار با لحاظ کردن اثرات توزیع سختی، مقاومت و پیچش بر روي
