بررسی عملکرد پارامترهای تغییر شکل و انرژی در ارزیابی خرابی لرزه‌ای سازه‌های فولادی

Abstract

ارزیابی رفتار لرزه­ای سازه­ ها به‌ منظور تخمین خسارات جانی و مالی در­ اثر زمین­­لرزه انجام می‌گیرد. در سالیان گذشته، با پیشرفت­های مهندسی زلزله، ارتقای دانش و تجربه در مورد رفتار لرزه­ای­ سازه­ ها، روش­های نُوینی برای ارزیابی رفتار لرزه­ای سازه­ ها پیشنهادشده­ اند و برای آن نیاز به تعریف شاخص­های خرابی می­باشد ­که میزان خرابی را به صورت­ کمّی و ­کیفی بیان می­کنند. در بسیاری از موارد، شاخص­های خرابی پارامترهای بدون بُعدی می­باشند­ که دامنه ­آن­ها معمولاً بین مقدار صفر برای حالت بدون خسارت و مقدار یک برای حالت فروپاشی سازه می­باشد و مقادیر بین این دو مقدار، حالات مختلف خرابی را نشان می­دهند. تاکنون شاخص­های خرابی ­گوناگونی مبتنی بر معیارهای مختلف سازه­ای مانند: شکل­­­پذیری، تغییر شکل، تغییر مکان، دوران، چرخش، انحناء، سختی، نرمی، زمان تناوب، فرکانس، انرژی هیسترزیس و یا ترکیبی ارائه‌ شده است­ که با توجّه به ویژگی­های هریک، انتخاب شاخص خرابی مناسب، یک سؤال اساسی برای طرّاح و مُحاسب سازه می­باشد­ تا میزان خرابی با قابلیت اعتماد بالا تخمین زده شود. در این تحقیق، به‌منظور بررسی عملکرد پارامترهای تغییر شکل و انرژی به صورت منفرد و ترکیبی (پارک-انگ) در ارزیابی شاخص­های خرابی لرزه­ ای سازه­ های فولادی، تعداد 6 قاب خمشی فولادی با شکل­پذیری ویژه، هندسه­ی منظّم و تعداد طبقات 4، 7، 10، 15، 20 و 25 طبقه در نرم‌افزار SAP2000 طراحی شدند و با استفاده از­ نرم‌افزار­ OpenSees تحت رکوردهای نزدیک به گسل مورد تحلیل ­دینامیکی­ غیرخطی تاریخچه زمانی قرار گرفته­ اند سپس مقادیر شاخص­های خرابی بر اساس پارامترهای تغییر شکل، انرژی و ترکیبی محاسبه‌شده است. نتایج، ارزیابی کمّی خرابی طبقات قاب­ها و نقش این دو پارامتر را در مقادیر عددی شاخص­ های خرابی ارائه می­کند. نتایج نقش مؤثرتر تغییر شکل المان­ها را در میزان خرابی لرزه­ای نشان می­دهد.