امکان سنجی استفاده از روش زمان-دوام برای ارزیابی لرزه‌ای سیستم‌های مرکزگرای قاب مهاربندی مجهز به ستون کمانش‌تاب (SC-BRC-BF)

Abstract

سیستم‌های قاب مهاربندی معمولی ظرفیت جابجایی محدودی را قبل از کمانش تحت بارهای لرزه‌ای از خود نشان می‌دهند و آسیب‌های ایجادشده در آن‌ها، منجر به کاهش مقاومت و سختی می‌شود. به منظور ارتقاء رفتار این سیستم‎ها، قاب‎های مهاربندی مرکزگرا مجهز به ستون کمانش‌تاب (SC-BRC-BF) توسعه‌یافته‌اند. این سیستم‌ها علاوه بر افزایش ظرفیت جابجایی، باعث کاهش آسیب و جابجایی پسماند در سیستم می‎شوند. سیستمSC-BRC-BF شامل دو هسته الاستیک است که در حدفاصل طبقات توسط ستون‌های کمانش‌تاب (BRC) به یکدیگر متصل شده‌اند. BRCها به‌عنوان فیوز تعویض‌پذیر جهت جذب انرژی ورودی و به‌منظور کاهش پاسخ لرزه‌ای در این سیستم‌ها استفاده می‌شوند. برای ایجاد مکانیسم بازگردانندگی در سیستم، از کابل پیش‌تنیده قائم استفاده می‌شود. در این مقاله، سیستم‌هایSC-BRC-BF دارای 3، 6 و 9 طبقه در نرم‌افزار SAP2000 طراحی شدند. سپس با استفاده از نرم‌افزار OpenSees و بهره گیری از دو شتاب‌نگاشت تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی متداول و روش زمان-دوام، عملکرد لرزه‌ای سازه‌ها در مواردی همچون 1) جابجایی بام 2) بیشینه کرنش اعضای هسته 3) شاخص تمرکز جابجایی نسبی 4) جابجایی نسبی بین طبقه‌ای در دو سطح زلزله طرح و بیشترین زلزله محتمل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این مقاله نشان داد روش تحلیل زمان-دوام در مقایسه با روش‌ متداول تحلیل تاریخچه زمانی، دارای سرعت و دقت مناسبی است. میزان خطا در ارائه پاسخ سازه‌ها، در سطح زلزله طرح از 10 درصد و در سطح بیشترین زلزله محتمل از 15 درصد بیشتر نمی‌شود. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از ارزیابی عملکرد لرزه‌ای با استفاده از دو تحلیل مذکور، کارایی بالای تحلیل زمان-دوام با حداقل تعداد تحلیل تاریخچه زمانی به دست می‌آید.