بخشی از مقاله
چکیده
امروزه در سراسر دنیا، ساخت ساختمانهاي بلندمرتبه بیش از هر زمان دیگري خودنمایی میکند. این امر در کنار ظهور نرمافزارهاي قدرتمند در زمینه تحلیلهاي غیرخطی و نیز اهمیت سازههاي بلند، منجر به تدوین آییننامههایی شده است که از مهمترین آنها میتوان به راهنماي طراحی براساس عملکرد لسآنجلس آمریکا اشاره کرد.
با تکیه بر چنین راهنماهایی میتوان با دقت و قابلیت اطمینان بیشتري در مورد عملکرد سازهها قضاوت کرد. در این تحقیق، دو مدل 15 و 30 طبقه فلزي و مجهز به دیوار برشی فولادي، ابتدا بر اساس مقررات ملی ساختمان ایران و به صورت خطی تحلیل و طراحی شدهاند؛ سپس همین مدلها با تکیه بر اصول تحلیل غیرخطی ارائه شده در راهنماي لسآنجلس مورد تحلیل قرار گرفته اند.
نتایج حاکی از آن بود که مدلهاي طراحی شده بر اساس مقررات ملی ایران، سطوح عملکرد قابلیت ا ستفاده متناظر با راهنماي لسآنجلس را برآورده نمودند. در مورد پارامترهاي تغییرمکان جانبی ن سبی، مدلهاي طراحی شده بر اساس آییننامه ایران، سطح عملکرد آستانه فروریزش در راهنماي مذکور را برآورده نمودند. این در حالی ا ست که در پارامتر تغییرمکان جانبی ن سبی ماندگار، هیچ یک از مدلها، محدودیت راهنماي لسآنجلس را ارضا نکردند.
مقدمه
از سال 1970 در ایالات متحده آمریکا و ژاپن تعداد قابل ملاحظهاي از ساختمانها با استفاده از دیوار برشی فولادي طراحی و ساخته شدهاند .[5] در سالهاي اخیر افزایش قابل توجهی در تعداد ساختمانهاي بلند، اعم از مسکونی و تجاري رخ داده است. از این رو اثر بارهاي جانبی مانند باد، زلزله و حتی انفجار باعث افزایش اهمیت توجه به این سازهها شده است. با وجود سیستمهاي مختلف باربرجانبی، استفاده از سیستم دیوار برشی در ساختمانهاي بلند مرسومتر است .[11] بسیاري از برنامههاي تحقیقاتی تأیید کردهاند که دیوارهاي برشی فولادي، یک روش مؤثر براي افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهاي جانبی مانند نیروهاي باد و زلزله میباشند.
علاوه بر این، آنها نشان دادهاند که این سیستم یک راهحل مقرون به صرفه نیز محسوب میشود .[6] مقاومت پسکمانشی و مکانیزم میدان کشش براي اولین بار در 1930 در مهندسی هوافضا Wagner - ، - 1931 و همچنین در 1960 در ساخت سازههاي فولادي، هنگامی که شیوه طراحی تیرورقها بیان گردید - Basler، - 1961، به رسمیت شناخته شد. همچنین مناسب بودن سختی پسکمانشی و خصوصیات مقاومتی دیوار برشی فولادي در برابر بارهاي جانبی بهرهبرداري، به صورت تحلیلی توسط Thorburn در 1983 پیشبینی شده و به طور آزمایشکاهی توسط تیملر و کولاك تایید شده است
بهطور کلی پیشینه طراحی بر اساس عملکرد به سال 1960 باز میگردد. هدف از طراحی بر اساس عملکرد، ارائه یک ارزیابی واقعبینانه از یک سازه است تا نشان دهد وقتی سازه در معرض زلزلهاي خاص قرار میگیرد، چه رفتاري از خود نشان میدهد. در واقع فرض بر آن است که یک سازه از طریق ورود اعضا به ناحیه غیرخطی، جذب انرژي و داشتن رفتاري شکلپذیر و بسیاري موارد دیگر که به صراحت در آییننامههاي مرسوم بیان نشده است، قادر به تحمل زلزلههاي بزرگ خواهد بود. هر چند براي آییننامهها، رفتار شکلپذیر اعضاي سازه اهمیت دارد، ولی ابزاري براي تعیین اینکه سازه تحت زلزلههاي شدید، چه رفتاري از خود نشان میدهد، در نظر گرفته نشده است. نقش طراحی بر اساس عملکرد، فراهم کردن این ابزار است
در سراسر دنیا، طراحی مبتنی بر آییننامههاي موجود، طبق قواعد سنتی و تحلیلهاي خطی هستند. این رویکرد منجر به طراحی سازههایی میشود که در حالت کلی در برابر زلزله داراي ایمنی جانی هستند و ظرفیت آنهامعمولاً بی ش از آن چیزي است که در طراحیها حاظل شده است. اما اینکه، چه مقدار بیشتر است، مجهول است. از طرفی، نیروها و تلاشهایی که باعث خرابی و فروریزش سازه میگردد نیز قابل محاسبه نیست.
با نگاهی جامعتر به ساختمانهاي بلند، میتوان دریافت که این ساختمانها بنا بر مشخصههایی مانند: دوره تناوب بالا، اثر مودهاي بالاتر، اثرات P-delta، تعداد بالاي استفادهکنندگان از آنها و عواقب ناشی از فروریزش آنها بر روي ساختمانهاي مجاور،به نوعی یک سازه خاص به شمار میروند. به همین دلیل با توجه به اهمیت این سازهها و نیز پیشرفتهایی که در علوم و نرمافزارهاي مهندسی حاصل شده است، امروزه میتوان بهجاي بحث در مورد احتما لات، با تکیه بر پیشرفتهاي حاصلشده در زمینه تحلیلهاي غیرخطی، با قطعیت بیشتري در مورد عملکرد این سازهها صحبت کرد
با توجه به مطالب فوق، راهنماهایی براي پوشش مسائل عنوان شده پا به عرصه وجود گذاشتند، که مهمترین آنها راهنماي طراحی بر اساس عملکرد در سازههاي بلند لسآنجلس - - 2014 LATBSDC می باشد. لازم به ذکر است که اساس کار این راهنما، آییننامه بارگذاري آمریکا - ASCE 7 - ، آییننامه ارزیابی لرزهاي و بهسازي ساختمانهاي موجود آمریکا - ASCE 41 - و نشریه انجمن تکنولوژي کاربردي آمریکا با نام مدلسازي و معیار پذیرش براي طراحی لرزهاي و تحلیل سازههاي بلند - ATC 72 - میباشد.
