بهبود رفتار لرزه‌ای قاب‌های فولادی با تغییر تراز نوع سیستم مهاربندی در ارتفاع

Abstract

سید علیرضا کابلی1، محسن گرامی2،*، عادل میرحاج3 اطلاعات مقاله چکیده دریافت مقاله: آبان 1387 پذیرش مقاله: فروردین 1388 یکی از سیستم‌های متداول سازه‌ای مقاوم در برابر زلزله برای سازه‌های فولادی نیمه بلند و بلند، سیستم قاب خمشی به‌همراه مهاربندی فلزی است. هر یک از انواع گوناگون سیستم‌های مهار‌بندی دارای رفتار متفاوت در برابر زمین‌لرزه می‌باشند. رفتار لرزه‌ای سازه‌های فولادی با دو نوع مهاربند هم‌محور و برون‌محور به منظور استفاده بهینه از امتیازات هر یک از این سیستم‌ها، کمتر بررسی شده است. طراحی این‌گونه سازه‌ها و درک درست از چگونگی رفتار مهاربندی‌ها به منظور حصول اطمینان از رفتار و عملکرد مناسب دوگانه، به ویژه در شرایط بحرانی چون زلزله، از اهمیت بالایی برخوردار است. از این‌رو باید در گزینش نوع سیستم مهاربندی و آرایش آن در سازه به‌منظور رعایت ملزومات آیین‌نامه‌ای و خدمت دهی، دقت ویژه‌ای به عمل آید. از طرفی دیگر به دلیل آن که در سازه‌های واقعی تحت اثر زمین‌لرزه‌های واقعی، مصالح الزاماً به حوزه غیرارتجاعی وارد می‌شوند‎‎؛ در غیاب تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی؛ روش تحلیل غیرخطی استاتیکی بار افزون می‌تواند رفتار غیر‌ارتجاعی سازه را توصیف کند. در این پژوهش با مدل‌سازی قاب‌های فولادی دوبعدی 10، 15، 20 و 30 طبقه، اثر تراز تغییر نوع سیستم مهاربندی در ارتفاع از هم محور به برون محور با تکیه بر رفتار غیرارتجاعی سازه (در اثر زلزله‌های واقعی) و بر اساس شاخص سطح زیر منحنی نمودار بار ـ تغییر مکان به دست آمده از روش بار افزون، بررسی شده است. نتایج به دست آمده از بیش از 100 تحلیل انجام شده، نشان می‌دهند که در تراز مشخصی از ارتفاع سازه، تغییر سیستم مهاربندی باعث تغییر در الگوی تشکیل مفاصل پلاستیک و رفتار سازه می‌شود. این تغییر برای سازه‌های تحلیل شده در حدود 0.45 الی 0.6 ارتفاع سازه رخ می‌دهد بنابر این با تغییر در نوع سیستم مهاربندی در ارتفاع سازه رفتار لرزهای سازه بهبود پیدا می‏نماید. واژگان کلیدی: قاب‌های فولادی مهاربندی شده تغییر سیستم مهار بندی در ارتفاع تحلیل استاتیکی غیر خطی