بررسی احتمالاتی ظرفیت فروریزش لرزه ای سازه های سه بعدی قاب خمشی فولادی

Abstract

تعیین دقیق لحظه‌ی فروریزش سازه‌ها به‌واسطه‌ی تحلیل‌های غیرخطی یکی از چالش‌های مهم مهندسین در طرح لرزه‌ای ساختمان‌ها می‌باشد. اگرچه آسیب‌های سازه‌‌ای در سطوح مختلف قابل ارزیابی هستند، اما فروریزش ساختمان‌ها ازجمله رخدادهای ناگوار در صنعت ساخت‌وساز محسوب می‌گردد که در آن تلفات به بیشترین مقدار ممکن خود می‌رسد. در این تحقیق، سازه‌های قاب خمشی فولادی سه‌بعدی با شکل‌پذیری ویژه 4، 8 و 12طبقه تحت تحلیل‌های غیرخطی موردنظر شامل تحلیل‌های استاتیکی غیرخطی بار افزون و دینامیکی غیرخطی افزایشی قرارگرفته و در نهایت به‌منظور بررسی ظرفیت فروریزش آن‌ها از منحنی‌های شکست استفاده‌شده است. زلزله‌های موردنظر نیز بر اساس دستورالعمل FEMA P695 شامل22 زوج رکورد دور از گسل، 14زوج رکورد نزدیک گسل بدون پالس و 14 زوج شتاب‌نگاشت نزدیک گسل با پالس در نظر گرفته‌شده‌اند. مدل‌ها به‌صورت سه‌بعدی در نرم‌افزارETABS 2016 طراحی‌شده‌اند و کنترل ضوابط لرزه‌ای آن‌ها بر اساس آیین‌نامه‌های معتبر و استاندارد 2800 ویرایش چهارم به‌طور کامل صورت گرفته است. مدل‌های غیرخطی سازه‌ها نیز به‌صورت سه‌بعدی در نرم‌افزار‌‌ OpenSees2.5.0 ایجادشده‌اند. اثر زوال سختی و مقاومت الما‌ن-های سازه نیز بر اساس نتایج مدل‌های آزمایشگاهی لحاظ شده و ظرفیت فروریزش سازه‌های سه‌بعدی قاب‌ خمشی فولادی ویژه به‌صورت احتمالاتی بررسی گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که ظرفیت فروریزش سازه‌های 4، 8 و 12 طبقه تحت زلزله‌های دور از گسل بیشترین و تحت زلزله‌های نزدیک گسل با پالس کمترین است و در بین آن‌ها سازه‌ی کوتاه مرتبه‌ی 4 طبقه، ظرفیت فروریزش کمتری دارد. برای مثال ظرفیت فروریزش سازه‌ی 4 طبقه در سطح آماری 84 درصد، تحت زلزله‌های نزدیک گسل با پالس، بدون پالس و دور از گسل به ترتیب g 21/3، g 61/3 و‌ g14/4 می‌باشد.