طرح بهینه بکارگیری مصالح هوشمند در دیوار برشی طبقات مختلف جهت بهسازی لرزه ای ساختمان های بتنی مسلح

Abstract

زمینه و هدف: هدف اصلی طراحی لرزه ­ای افزایش شکل­ پذیری و استهلاک انرژی زلزله با ورود سازه به ناحیه غیرخطی می­باشد. تعداد بسیاری از سازه های بتنی به دلیل تغییر شکلهای ماندگار فراتر از حد مجاز و هزینه های زیاد بازسازی پس از زلزله تخریب و مجددا احداث می­شوند. جهت جلوگیری از تخریب این گونه سازه ها نیاز به مصالحی با خاصیت ابرکشسانی و توانایی بازیابی تغییر شکل اولیه پس از باربرداری می­باشد. استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی در دیوار برشی بتنی برای برطرف نمودن این مشکل توسط محققین پیشنهاد شده است. از مهمترین ویژگی­های آلیاژهای حافظه­ دار شکلی قابلیت حفظ شکل اولیه و فوق ­ارتجاعی بودنشان می­باشد. این آلیاژها به علت داشتن رفتار فوق الاستیک می­توانند تا کرنش­ های حدود ده درصد را بدون برجا گذاشتن کرنش پسماند تحمل نمایند. با این ویژگی­ها، استفاده از این آلیاژها در سازه می­تواند رفتار لرزه­ ای آن را بهبود ببخشد. با این وجود به دلیل بالا بودن هزینه و همچنین اجرای پیچیده ی این نوع آلیاژها استفاده از آن ها با محدودیت مواجه است. لذا لازم است با یک طرح بهینه، استفاده مطلوبی از آنها صورت پذیرد.

روش: بررسی رفتار قاب­های بتنی دارای دیوار برشی بهسازی شده با آلیاژهای حافظه­ دار شکلی در طبقات مختلف، قاب های سه، پنج، هفت و نه طبقه بتنی با حالت های مختلف استفاده از مصالح آلیاژهای حافظه دار شکلی تحت تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی توسط نرم افزار اجزا محدود قرار گرفته است. در این پژوهش تلاش شده است تا محل بهینه قرارگیری آلیاژهای حافظه دار شکلی مورد بررسی قرار گیرد.

یافته ها: در این مطالعه پارامترهای تغییر مکان جانبی نسبی طبقات، تغییر مکان جانبی نسبی پسماند طبقات و برش پایه، مورد بررسی قرار گرفته است. از مهمترین مزایای استفاده از آلیاژ های حافظه دار شکلی می توان به کاهش تغییر مکان پسماند سازه و به تبع آن کاهش هزینه بازسازی پس از زلزله اشاره نمود.

نتیجه گیری: باتوجه به یافته های حاصل از این پژوهش نتایج نشان می­دهد، رفتار سازهایی که در 30% نخست ارتفاع سازه از آلیاژ حافظه دار شکلی استفاده شده، اختلاف ناچیزی با سازه هایی دارد که در تمامی طبقات آن از آلیاژ حافظه دار استفاده گردیده است، بنابراین در صورت استفاده از مصالح آلیاژ حافظه دار شکلی تنها در 30% نخست ارتفاع ساختمان، هزینه استفاده از آرماتورهای هوشمند به یک سوم کاهش می یابد و توصیه می­شود آلیاژهای حافظه­ دار شکلی تنها در %30 نخست ارتفاع سازه مورد استفاده قرار گیرد.