بخشی از مقاله
چکیده
پاسخ سازه ي داراي میانقاب مصالح بنایی تحت تاثیر ویژگی هاي مصالح میانقاب قرار دارد. این ویژگی متاثر از خواص ملات و مصالح بنایی می باشد با این حال، هنگام ارزیابی رفتار قاب داراي میانقاب مصالح بنایی، خصوصیات مکانیکی مصالح معادل آن معمولا همگن لحاظ می گردد. رفتار قاب داراي میانقاب بنایی به شدت تحت تاثیر اندرکنش بین پانل میانقاب و سازه اطراف آن، هم از لحاظ سختی و هم از لحاظ مقاومت قرار می گیرد. مکانیزم شکست پانل میانقاب ممکن است بر مکانیزم شکست قاب اطراف آن تاثیرگذار باشد.
بر اساس مطالعات انجام شده بر روي سازه هاي داراي میانقاب بنایی، تغییر مکان تسلیم این المانها تابع هندسه و خصوصیات مصالح تشکیل دهنده آنها بوده و به مقاومت المانها وابسته نمی باشد و در طراحی لرزه اي برخلاف تعاریف مرسوم و متداول، المانهایی که داراي طولهاي مختلف می باشند، نمی توانند همزمان به مرحله تسلیم برسند. مفاهیم جدید رفتاري، سختی المانها را تابع مقاومت اختصاص یافته به آنها میداند در حالیکه در روش متداول آیین نامه اي سختی مستقل از مقاومت لحاظ گردیده و تابعی از مشخصات مقطع عرضی میباشد . در این تحقیق با استفاده از نرم افزار اپن سیس 1 سعی میگردد با توجه به موقعیت خروج از مرکزیت مقاومت و خروج از مرکزیت سختی، توزیع مناسب مقاومت بین اعضاء مقاوم صورت پذیرد به گونه ایکه کمترین پاسخ پیچشی در سازه ایجاد گردد.
١- مقدمه
منظور از ساختمان هاي با مصالح بنایی،ساختمانهایی است که با آجر، بلوك سیمانی و یا با سنگ ساخته شوند و در آنها تمام و یا قسمتی از بارهاي قائم توسط دیوارهاي با مصالح بنایی تحمل می گردد. بنابراین ساختمان هایی که در آن قسمتی از بارهاي قائم توسط دیوارها یا مصالح بنایی و قسمتی از آن توسط عناصر فلزي و یا بتن آرمه تحمل شود نیز در ردیف ساختمان هاي با مصالح بنایی محسوب می شوند.
دلایل عملکرد رفتار نا مناسب سازه هاي مصالح بنایی در مقابل زلزله را می توان در مواردي هم چون شکننده بودن مصالح و کاهش مقاومت بر اثر تکرار بارهاي شدید، وزن سنگین، سختی زیاد و در نتیجه پاسخ شدید در مقابل امواج زلزله با پریود طبیعی کوتاه و وابستگی زیاد مقاومت ساختمان به کیفیت ساخت خلاصه نمود. یکی از روش هاي معمول و رایج در بهسازي ساختمان ها در برابر زلزله، استفاده از دیوارها شامل دیوارهاي برشی بتنی، دیوارهاي پرکننده با مصالح بنایی، پانل هاي پیش ساخته بتنی، دیوارهاي برشی فلزي، دیوارهاي برشی مرکب و میانقاب هاي بنایی و مسلح می باشد.[1]
اندرکنش بین پانل میانقاب و المانهاي سازه اي تحت تحریکات لرزه اي هر چند در سطح کلی منجر به افزایش سختی و ظرفیت برشی پایه جانبی خواهد شد، لیکن در سطح موضعی به صورت بالقوه منجر به مکانیسم هاي شکست ترد در المانهاي اطراف آن مانند ستون ها و یا اتصال تیر- ستون خواهد شد. به صورت کلی ، تعیین اینکه تاثیر میانقاب بر رفتار لرزه اي ساختمان هاي مصالح بنایی مفید فایده خواهد بود یا اینکه اثر معکوس بر رفتار لرزه اي خواهد گذاشت، آسان نمیباشد. احتمالا بهترین توصیف از این موضوع را می توان از نتایج گزارش دلسک و فجفر[2] 1 به شرح ذیل استنتاج نمود: دیوارهاي میانقاب می تواند اثر مفیدي بر روي پاسخ سازه داشته باشد، به شرطی که آنها به طور منظم در سرتاسر ساختمان قرار گرفته باشند و همچنین باعث شکست برشی ستون ها نگردند.
حالت هاي مختلف شکست در میانقابها ممکن است رخ دهد، که میتوان به خرد کردن گوشه و یا لغزش برشی افقی که متفاوت از ترك خوردگی قطري پانل میباشند، اشاره نمود. مکانیسم شکست پانل میانقاب نیز ممکن است بر مکانیزم شکست قاب اطراف آن، مثلا با تعیین محل مفصل پلاستیک در ستون، تاثیر گذار باشد. بازشوها موضوع دیگري است که باید به دقت هنگام ارزیابی رفتار قاب مصالح بنایی داراي میانقاب در نظر گرفته شود، حضور بازشو باعث کاهش کلی در سختی و مقاومت می شود، که به صورت عمده به درصد باز شدگی - به عنوان نسبت بین مساحت بازشو و مساحت کلی پانل بیان می شود - و همچنین موقعیت بازشو بستگی دارد.
-2 توزیع مقاومت بین دیوارهاي مصالح بنایی
پائولی[3] 2 براي اولین بار با توجه به نحوه رفتار غیرخطی المانهاي سازه اي بتن مسلح، به مطالعه تأثیرات پیچش بر پاسخ سازه ها پرداخته است. مطابق با بررسی هاي انجام شده، بر روي اکثر المانهاي بتنی و قابهاي خمشی شکل پذیر، سختی المانها تابع مقاومت آنها بوده و در خلال طراحی با تغییر مقاومت تغییر می کند، در حالیکه تغییر مکان حد جاري شدن این المانها، تابع هندسه وخصوصیات مصالح تشکیل دهنده آنها میباشد.
در تمام تحقیقات قبلی که در زمینه پیچش سازه هاي بتن مسلح انجام شده، مقاومت و سختی مستقل در نظر گرفته شده و اثرات توزیع مقاومت بر تغییر مرکز سختی مورد توجه قرار نگرفته بود. او بر تشخیص مکانیسم مناسب پیچشی در سازه و کنترل میزان تغییر شکلهاي غیرخطی و نیاز شکل پذیري در سازه، تاکید می کند. در سیستم هاي سازه اي با المانهایی که تغییر مکان حد جاري شدن آنها مستقل از توزیع مقاومت باشد، المان بحرانی، دورترین المان با کمترین تغییر مکان حد جاري شدن می باشد.
در این مطالعات با بررسی مکانیسم هاي مقید و غیرمقید پیچشی در سازه یک طبقه، استنتاج گردید که پارامتر خروج از مرکزیت مقاومت پارامتر اصلی در رفتار پیچشی سازه بوده و با توجه به کنترل محل آن توسط طراح، حتی الامکان سعی گردد در مکانی قرار گیرد که سبب بوجود آمدن مکانیسم مناسب پیچشی در سازه گردد. اگرچهلزوماً کاهش و یا حذف خروج از مرکزیت مقاومت، سبب ایجاد مکانیسم مناسب نمی گردد.
مسلیماج و تسو[4] 3 با توجه به وابستگی سختی به مقاومت، تأثیر نحوه توزیع مقاومت و تغییر مکان حد جاري شدن و سختی بر پاسخ پیچشی سازه ها را بررسی نمودند. آنها با تأکید بر این که حصول رفتار مطلوب پیچشی سازه منوط به دستیابی به حداقل چرخش کف طبقه میباشد، تأثیر چیدمانهاي مختلف مراکز مقاومت، سختی و جرم بر پاسخ پیچشی مدلهاي یک طبقه را مطالعه نمودند. آنها با بررسی مدل هاي سازه اي ساده دو المانه در یک جهت، نتیجه گرفتند که با تغییر مقاومت سازه، فاصله مراکز سختی و مقاومت ثابت بوده و این فاصلهحدوداًٌ برابر با فاصله مرکز جابجایی تسلیم سیستم از مرکز جرم می باشد. با بررسی پاسخ سازه ها تحت سه رکورد زلزله یک جهته، نتیجه گرفتند که رفتار پیچشی مناسب، زمانی شکل می گیرد که لنگر پیچشی سازه ها و اختلاف نیروي دو المان حداقل گردد و این امر زمانی اتفاق می افتد که مرکز سختی و مرکز مقاومت در دو سمت مرکز جرم واقع گردند.
شکیب و قاسمی [5] در سال 2007 به بررسی روند کلی پاسخ، در پاسخ لرزهاي سازههاي در پلان نامتقارن، زمانی که تحت اثر زمینلرزههاي نزدیک گسل و دور از گسل قرار میگیرند پرداختند. آنها به این نتیجه رسیدند که چنانچه سیستم سازه در معرض زمینلرزههاي نزدیک گسل میباشد روند پاسخ پیچشی ناشی از رفتار واقعی با رفتار متداول متفاوت خواهد بود. با در نظر گرفتن رفتار واقعی، کمینه پاسخ پیچشی زمانی به دست خواهد آمد که مراکز سختی و مقاومت در دو طرف مرکز جرم قرار بگیرد. ولی با در نظر گرفتن رفتار معمول آییننامهاي، خروج از مرکزیت سختی، کمینه و بیشینه پاسخ پیچشی را مشخص میکند.
روند کلی در تقاضاي پیچش براي حرکات دور از گسل، تابع خروج از مرکزیت سختی خواهد بود در این تحقیق نیز تصمیم بر آنست که بهترین مقدار پارامتر طراحی که به ازاي آن کمترین میزان پیچش در ساختمان مصالح بنایی به وجود می آید مشخص شود. به منظور دستیابی به پاسخ پیچشی کمینه، حالات مختلف توزیع مقاومت که ناشی از موقعیت هاي مختلف قرار گیري مرکز مقاومت و سختی میباشد، بررسی میگردد. به این منظور هفت رکورد زلزله را در دو جهت به یک سازه ي یک طبقه مصالح بنایی اعمال کرده و پیچش مرکز جرم سازه مورد توجه قرار گرفته است,
