ارزیابی تأثیر اعمال هم‌زمان مؤلفه افقی و قائم زلزله بر رفتار لرزه‌ای سازه‌های قاب خمشی فولادی با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی

Abstract

در تحلیل‌های دینامیکی سازه‌ها، مؤلفه قائم زلزله می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر رفتار لرزه‏ای انواع سیستم‌های سازه‏ای داشته باشد. اعمال مؤلفه قائم زلزله می‌تواند با افزایش نیروی محوری در ستون‌ها، باعث بروز خرابی در ستون‌ها و نهایتاً شکست کلی سازه شود. در زلزله‏های نزدیک به گسل که مؤلفه قائم بزرگی دارند، تأثیر مؤلفه قائم بارزتر است. با این‌وجود، همچنان در بسیاری از تحلیل‏های تاریخچه‌زمانی که روی سیستم‌های سازه‏ای انجام می‌شود، از تأثیرات مؤلفه‏ی قائم زلزله صرف‌نظر می‌شود. این موضوع می‏تواند نتایجی را در خلاف جهت اطمینان به همراه داشته باشد. در این مقاله، میزان تأثیر اعمال هم‌زمان مؤلفه قائم و افقی زلزله بر نیاز تغییرمکان غیر‌ارتجاعی و نیز نیروی محوری ستون‌‌ها در سازه‌های قاب خمشی فولادی از طریق انجام تحلیل‌های دینامیکی افزایشی روی 3 قاب نمونه با پیکربندی‌های منظم و نامنظم در ارتفاع، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. برای این منظور، تحلیل‌های دینامیکی افزایشی با استفاده از یک مجموعه ده‌تایی از رکوردهای نزدیک به گسل، یک بار بدون لحاظ مؤلفه قائم و بار دیگر به صورت اعمال هم‌زمان هر دو مؤلفه افقی و قائم انجام شده و نتایج به دست آمده برای این دو حالت، مورد مقایسه قرار می‌گیرند. نتایج حاصل از تحلیل‌ها نشان می‌دهد که اعمال مؤلفه قائم زلزله به طور میانگین نیاز تغییرمکانی قاب‌های خمشی نامنظم را در حدود 10‌درصد افزایش می‌دهد. این میزان افزایش برای قاب منظم حدود 3‌درصد است. همچنین مشخص شد که اعمال مؤلفه قائم زلزله‌های نزدیک به گسل باعث افزایش دو‌برابری نیروی محوری ستون‌ها می‌گردد.