بررسی ضریب رفتار قاب های خمشی متوسط و ویژه فولادی دارای نامنظمی جرمی در ارتفاع با استفاده از روش عددی

مقاله بررسی ضریب رفتار قاب های خمشی متوسط و ویژه فولادی دارای نامنظمی جرمی در ارتفاع با استفاده از روش عددی

کنترل خسارت های ناشی از زلزله در سازه ها وابسته به شرایط مختلفی است که به جز عوامل بیرونی مانند شدت زلزله و شتاب حداکثر زمین در طی حرکت در آن تاثیر گذار هستند. یکی از عوامل داخلی تاثیرگذار در این زمینه چگونگی پیکر بندی سازه در پلان و ارتفاع سازه است. به همین علت آیین نامه های طراحی لرزه ای سازه ها کنترل های زیادی را در مورد پیکر بندی سازه ها در نظر گرفته اند تا سطح خسارت را تا حد امکان محدود سازند. یکی از عوامل تعیین کننده در پیکربندی سازه منظم بودن آن در ارتفاع است.

در صورتی که نظم کالبدی سازه در ارتفاع رعایت نشود منجر به تشدید آسیب ها در سازه خواهد شد و حتی می تواند به شکست یک طبقه و یا طبقات به دلیل تشدید دینامیکی ناشی از تفاوت پیکربندی طبقات سازه در ارتفاع شود. نامنظمی در نامنظمی جرمی، جرم طبقات مختلف به صورت نامتناسب بین آن ها توزیع می شود که می تواند احتمال شکست سازه در طبقات ضعیف تر را به شدت بالا ببرد. در این پژوهش سعی می شود تا تاثیر این شکل از نامنظمی بر رفتار یک نمونه از سیستم ها لرزه ای یعنی قاب های خمشی فولادی مورد بررسی قرار گیرد. پارامترهای متغیر مورد نظر به ترتیب شامل دو نوع سیستم کلی قاب خمشی (متوسط و ویژه)، تعداد طبقات (12، 16 و 20 طبقه) و دو وضعیت منظم و نامنظم جرمی می باشد. بنابراین 12 مدل عددی توسط نرم افزار sap2000 مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل سازه ها با استفاده از روش استاتیکی غیرخطی بارافزون انجام گردیده و نحوه تشکیل مفاصل پلاستیک در هر یک از حالات براساس دستورالعمل بهسازی ساختمان ها (نشریه 360) مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده نشان داد قاب های دارای نامنظمی رفتار بسیار نامناسبی را نسبت به قاب های منظم نشان می دهند. تغییر مکان نهایی ایجاد شده در قاب های نامنظم کمتر از قاب های منظم است به طوریکه میزان تغییرمکان در قاب های 16 طبقه ی نامنظم به طور متوسط 25 درصد نسبت به قاب های منظم کاهش یافته است. هم چنین برش پایه ایجاد شده در قاب های 16 طبقه دارای نامنظمی 18 درصد کمتر از قاب های منظم است.