طراحی پلاستیک با کنترل مکانیزم قاب های خمشی فولادی با عملکرد بهینه لرزه ای

مکانیزم پلاستیک کلی برای قاب های خمشی، مکانیزمی است که در آن همه مفاصل پلاستیک در دو انتهای تیرها تشکیل شده و به جز در کف ستونهای طبقه اول، مفصل پلاستیک در ستون ها تشکیل نمی گردد. در مکانیزم کلی، سازه بهترین عملکرد لرزه ای را داشته و شکل پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی در سازه، حداکثر است. در این مقاله روش طراحی پلاستیک سازه با کنترل مکانیزم برای قاب های خمشی فولادی ارائه شده است. این روش در چارچوب تحلیل پلاستیک-صلب، مبتنی بر روش سینماتیک بوده و با استفاده آن می توان به مکانیزم کلی دست یافت و از مکانیزم های نامطلوب همچون طبقه نرم که باعث کاهش شکل پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی سازه می گردد، جلوگیری کرد. در روال طراحی ارائه شده با تعریف یک مسئله برنامه ریزی خطی، مقاطع اعضای سازه با وزن مینیمم به گونه ای محاسبه می گردند که همزمان تمامی قیدهای مربوط به کنترل مکانیزم، ستون-قوی-تیر-ضعیف و قیدهای فنی مربوط به ابعاد مقاطع ستون ها در طبقات به صورت همزمانی ارضاء گردند. به عنوان مثال کاربردی، دو قاب خمشی هفت طبقه با روش ارائه شده طراحی شد و در ادامه به منظور بررسی دقت روال طراحی، سازه تحت اثر تحلیل بارافزون قرار گرفت. نتایج حاصله از تحیل ها نشان دادند که سازه طراحی شده دارای عملکرد عالی لرزه ای بوده و هدف طراحی که رسیدن به مکانیزم فروریزش کلی بود، محقق شده است.