بخشی از مقاله
چکیده
این پژوهش به بحث استفاده از المان های رابط برای کاهش خسارت سازه ای در اثر برخورد سازه های مجاور می پردازد. در این راستا نوعی میراگر اصطکاکی و مدلی از جداساز لرزه ای و نیز در حالت دیگر درز انقطاع مورد توصیه آیین نامه ها، بین سازه ها قرار داده شده است.
مقایسه بین این المان های رابط نشان میدهد که در صورت انتخاب صحیح میراگر و یا جداساز، در سازه های مختلف با کاهش تغییرمکان ها، نیروی ضربه و تخریب سازه های مجاور مواجه خواهیم بود و این امر به کاهش هزینه های از دست رفته از بابت اعمال درز انقطاع و ایجاد فاصله بلا استفاده بین سازه ها کمک میکند. البته علاوه بر اهمیت ذکر شده گاهی با سازه های بدون درز انقطاع موجود، مواجه هستیم که کاربرد نوعی جداساز یا میراگر بین آنها اجتناب ناپذیر است.
در این استفاده از نرم افزار تحلیل و طراحی ETABS 2016.2.0تحقیق در ابتدا جهت مدلهای لازم بصورت دو ساختمان 5 و 5 طبقه، 5 و9 طبقه و 5و15 طبقه مجاور هر کدام در سه حالت با رابط میراگر اصطکاکی، با رابط ایزولاتور و با قرار دادن درز انقطاع بین دو سازه، مدل سازی شده است در ادامه تحلیل خطی و غیرخطی به صورت تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی با استفاده از سه رکورد زلزله بم و گلباف و زرند مقیاس شده، روی هر مدل انجام شده است.
بررسی خروجی های عملکردی نشان می دهد که بصورت نمونه در مدلهای هم ارتفاع بتنی سازه مجاور هم تحت زلزله بم شاهد 17 درصد کاهش در شتاب ماکزیمم طبقه بام با بکارگیری ایزولاتور الاستیک بین دو سازه هستیم. همچنین در مدل های 5 و 15 طبقه بهترین نتایج، کاهش 62 درصدی ماکزیمم دریفت طبقه بام، و 60 درصدی کاهش جابجایی با بکارگیری میراگر اصطکاکی تحت زلزله بم است.
.1 مقدمه
هدف اصلی از ایمن سازی سازه ها در برابر زلزله، عبارت است از حفظ جان ساکنین، محتویات و عملکردهای ضروری سازه که این عملکردها علاوه بر کاربری معمولی سازه به مفهوم قابلیت تعمیر پس از خسارت سنگین ناشی از یک زلزله شدید نیز می باشد. ایمن سازی سازه ها در برابر زلزله علاوه بر رعایت پاره ای از ملاحظات معماری، به دو روش کلی تقویت اعضای سازه ای موجود و اضافه کردن سامانه سازه ای جدید از جمله میراگر انجام می گیرد.
زلزله از آن دسته پدیده هایی است که نیاز به درک و شناخت چگونگی شکل گیری و عملکرد آن است. بنابراین بررسی اثرات زلزله بر روی سازه ها می تواند به طراحی ایمن سازه ها کمک شایان توجهی نماید.
-2اهداف تحقیق
- هدف از این تحقیق کاهش خسارات مالی و جانی - خسارات زلزله - ناشی از برخورد ساختمانهای مجاور است. - هدف کاربردی برای مشاوران ، مهندسین محاسب و مجریان پروژه ها
-3 ضرورت تحقیق
انجام نوآوری و جدیدترین تحقیق در ایجاد امکان ساخت و ساز بدون درز انقطاع و مقاوم سازی سازه های قدیمی بدون درز مورد نظر آیین نامه.
-4 مروری بر تحقیقات گذشته
-1-4 خانم واحدی و آقایان مرادی شقاقی و متین پور در سال 92 به بررسی عملکرد لرزهای ساختمانهای بتن آرمه مجاور بدون درز انقطاع پرداختند و نتیجه گرفتندکه نتایج تحلیل نشان می دهد برخورد سازه ها به یکدیگر به هنگام زلزله بر پاسخ ساختمان ها تأثیر زیادی دارد. همان گونه که مشاهده شد تغییر مکان نسبی طبقات در ساختمان به شدت از ضربه بین ساختمان ها تأثیر می پذیرد و در برخی موارد باعث افزایش تغییر مکان و در برخی موارد کاهش در پاسخ را به دنبال دارد. از تحلیل چند ساختمان مجاور هم با لحاظ نمودن اثرات ضربه ساختمان ها به همدیگر در این تحقیق نتایج زیر حاصل می شود:
-1در اثر ضربه دو ساختمان بتنی مورد تحقیق مجاور هم و بدون درز انقطاع در ساختمان 8 طبقه برش طبقات افزایش مییابد.
-2در اثر ضربه، در ساختمان 5 طبقه مورد تحقیق در بعضی رکوردهای زلزله از جمله زلزله لوماپریتا برش طبقات افزایش ودر بعضی رکوردهای زلزله دیگر از جمله نورثریج و طبس برش طبقات مقداری کاهش می یابد.
-3در اثر ضربه ساختمانهای مجاور به یکدیگر نیروهای داخلی المانهای سازه ای افزایش می یابد، این افزایش در ستونها بیشتر از تیرها می باشد.
-4نتایج تحلیل در این تحقیق نشان می دهند، لحاظ نمودن درز انقطاع مناسب بین ساختمانهای مجاور هم ضروری و راحت ترین روش جهت جلوگیری از ضربه ساختمانهای مجاور به یکدیگر می باشد. در صورت عدم ایجاد درز به هر علت، بایستی اثرات ضربه در محاسبات لحاظ شود، که باعث پیچیدگی تحلیل و طراحی خواهد شد و ابعاد المانهای سازه ای مخصوصا ستونها را افزایش خواهند داد.
-2-4 آقایان زهرایی و خاتمی درتابستان سال 95 به نقش فاصله مابین و کاربرد میراگر ویسکوالاستیک برای کاهش اثرضربه ای زلزله در ساختمان های بتنی کوتاه مجاور و به نتایج اثرات برخورد دو ساختمان کنار هم و نحوه کاهش این اثر مخرب مورد بحث و بررسی قرار گرفته است .ارائه معادلات دینامیک سازه نشان میدهد که جرم ساختمان، سختی و میرایی آن در بوجود آمدن نیروی سازه تاثیر مستقیم دارد .
اما چگونگی کاهش این نیرو در معادلات یاد شده با استفاده از فنر و یا کمک فنر، جهت میرا نمودن و استهلاک انرژی وارده پیشنهاد شده است .ضربه های ساختمان مجاور هم، به دو صورت ضربه سقف به سقف و ضربه سقف به ستون میباشد .به جهت بررسی چگونگی کاهش نیروی ضربه ای، از دو سازه 2و 3 طبقه بتنی استفاده شده است .تحلیلها نشان می دهد که افزایش جزئی فاصله دو ساختمان میتواند تا 80 درصد، تعداد ضربات دو سازه را کاهش دهد .در این تحقیق، افزایش 5 / 1 سانتی متری فاصله دو مدل، تعداد برخوردها را از 7 ضربه، به 2 ضربه کاهش داده است.
همچنین، تحلیل غیرخطی مدلهای ضربه سقف به سقف نشان می دهد که ساختمانهای مجاور دارای سقفهای در یک تراز، باعث ایجاد دوران شدید در ستونهای طبقه سوم شده و تغییرمکان ناگهانی زیادی را به همراه دارد .این چرخش زیاد و نیروی وارده از سقف ساختمان کناری باعث ایجاد مفصل پلاستیک در پای ستون شده و تخریب آن احتمال بروز خرابی پیش رونده را در ساختمان با ارتفاع بیشتر افزایش میدهد .برای جلوگیری از این اتفاق، اولا توصیه به ساخت ساختمانهای هم ارتفاع میباشد که سقفهایی در یک راستا داشته باشند .همچنین افزایش فاصله دو سازه و کاهش وزن ساختمان ها نیز توصیه میشود .همچنین میتوان با مقاومسازی ستونهای کناری در سازههای ساخته شده، قدرت مقابله این ستونها را در برابر بارهای ضربه ای را افزایش داد
-5 مدلهای مورد نظر برای بررسی اثر المانهای رابط در طی برخوردهای سازه های مجاور:
پلان پیشنهادی برای مدلسازی اولیه، دو ساختمان 5 طبقه و 9 طبقه با ارتفاع کل 27 متر و مدلهای سازه 5و 5 طبقه ومدل 5 و15طبقه مجاور هم با ارتفاع هر طبقه 3متر و اختلاف ارتفاع و بدون اختلاف ارتفاع با ابعاد دهانه های 3در3 متر - - X,Y و ساختمان ها دارای سیستم قاب خمشی بتنی متوسط وپای ستون ها گیردار می باشد. پلان طبقات که به صورت تیپ و منظم بوده و با نرم افزار اتوکد ترسیم شده و با نرم افزار ETABS 2016.2.0 درسه فایل با درز انقطاع کم طبق آیین نامه 2800 زلزله ویرایش 4 و با لینک - المان رابط - که در این تحقیق یک نوع میراگر اصطکاکی که فقط نیروی در یک جهت دارد
