ارزیابی عملکرد لرزه‌ای سیستم قاب ساده با ستون‌های پیوندیافته

Abstract

در این تحقیق به ارزیابی عملکرد لرزه‌ای سیستم قاب ساده با ستون‌های پیوندیافته به‌عنوان یک سیستم سازه‌ای جدید پرداخته شده است. قاب ساده با ستون‌های پیوندیافته ایده‌ای جدید از یک سیستم سازه‌ای فولادی است که عملکرد لرزه‌ای مناسبی در برابر زلزله دارد. هدف از طراحی این سیستم ایجاد قابلیت تعمیر و بازسازی سریع ساختمان‌ها بعد از زلزله با جایگزین کردن چندین عضو است. در این مقاله ابتدا پاسخ الاستیک این سیستم طی مقایسه‌ای در شرایط یکسان با سایر سیستم‌های سازه‌ای فولادی رایج مورد بررسی قرارگرفته است و نتایج آن به‌صورت نمودارهایی از مقدار برش پایه، وزن اسکلت، نیروی بلندشدگی، زمان تناوب، حداکثر تغییرمکان جانبی نسبی و حداکثر تغییرمکان جانبی ارائه شده است. بر اساس این نتایج رفتار الاستیک این سیستم بسیار مناسب و نزدیک به سایر سیستم‌های سازه‌ای موردمطالعه است. سپس پارامترهای لرزه‌ای این سیستم با استفاده از منحنی پوش‌آور مدل‌ها ارزیابی شده است. نتایج حاصل از این بررسی نشان می‌دهند مقدار ضریب رفتار 8، ضریب اضافه مقاومت 3 و ضریب بزرگنمایی تغییرمکان 5/5 برای این سیستم مناسب است. درنهایت قابلیت حفظ پایداری سیستم و مکانیزم خرابی آن با استفاده از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی مورد ارزیابی قرارگرفته‌اند. نتایج حاصل از این بررسی نشان می‌دهند که مقدار میانگین حداکثر تغییرمکان جانبی نسبی طبقات، تحت 14 رکورد زلزله مقیاس شده به زلزله طرح، همواره کمتر و نزدیک به 2% است. درنتیجه عملکرد سیستم قاب ساده با ستون‌های پیوندیافته به‌عنوان یک سیستم سازه‌ای فولادی جدید در یک ارزیابی اولیه، مورد تأیید است؛ و این سیستم برای ساختمان‌های 1 تا 6 طبقه یا ساختمان‌هایی با ارتفاع کمتر از 20 متر، بسیار مناسب بوده و مقدار فولاد مصرفی در اسکلت آن بهینه است. همچنین این قاب توانایی تحقق اصلی‌ترین ویژگی خود، یعنی قابلیت تعمیر سریع ساختمان‌ها بلافاصله بعد از زلزله با تعویض چندین عضو را دارد. به‌گونه‌ای که ساختمان بعد از یک تعمیر سریع و ساده توانایی مقاومت در برابر زلزله بعدی را خواهد داشت.