بررسی تحلیلی اثر میانقابهای مصالح بنایی در رفتار لرزه ای قاب های خمشی فولادی/صافدل کرده مهینی محمدرضا

درصد بالایی از ساختمان‌های شهری در کشور ما شامل یک سازه‌ی بتن‌آرمه یا اسکلت فلزی می‌باشند که در آنها فضای بین قاب‌ها به طور کامل ویا بخشی از آن، با دیوارهای مصالح بنایی پر می‌شوند. در ادبیات فنی به این دیوارها میانقاب می‌گویند. بر اساس مطالعاتی که طی ‎۵ دهه‌ی گذشته در مورد رفتار قاب‌های میانپر، انجام گرفته عوامل زیادی شناخته شده است که همگی تأثیر مهمی روی رفتار و شکل خرابی قاب‌های میانپر دارند. با وجود این سابقه‌ی مطالعاتی تاکنون هیچ اتفاق‌نظری در ارائه یک روش یکتا برای طراحی سیستم‌های قابی میانپر حاصل نشده است و علی‌رغم وجود ایده‌های مختلفی که برای مدل‌سازی میانقاب مصالح بنایی مطرح شده ولی هیچ‌کدام از این مدل‌ها نتوانسته‌اند وارد حوزه عملی و کاربردی طراحی سازه‌های قاب‌دار شوند؛ در نتیجه هنوز هم به طور معمول میانقاب‌ها را به عنوان اعضای غیرسازه‌ای در نظر گرفته از آنها در آنالیز و طراحی سازه اغماض می‌شود. در این پژوهش روش سه‌دستک معادل به‌عنوان یکی از آخرین تکنیک‌های ارائه شده برای مدل‌سازی میانقاب‌های مصالح بنایی، معرفی شد. سپس ضمن کالیبره کردن مدل پیشنهادی در نرم افزار SAP2000 و مقایسه نتایج با مدارک آزمایشگاهی و تحلیلی موجود، اثر میانقاب‌های مصالح بنایی در رفتار قاب‌های خمشی فولادی مورد مطالعه قرار گرفت. قاب‌های میانپر مطالعه شده از دو جنبه ارتفاع (تعداد طبقات) و نوع مصالح میانقاب، متفاوت انتخاب شده‌اند. قاب‌ها ۱، ۳، ‎۵ و‎۷ طبقه بودند که با میانقاب‌هایی از بلوک‌های بتنی توخالی و واحدهای آجر فشاری پر شده بودند. این قاب‌ها برمبنای آیین‌نامه‌های ‎۵۱۹ و ‎۲۸۰۰ ایران، بارگذاری، تحلیل و مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان طراحی گشته، سپس براساس روش‌های تحلیل استاتیکی فزآینده غیرخطی و دینامیکی غیرخطی در دو حالت با و بدون میانقاب به کمک نرم افزار SAP2000 مورد آنالیز قرار گرفته، میزان تأثیر میانقاب مصالح بنایی در رفتار قاب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج در محدوده‌ی این مطالعه نشان داد که همان‌طور که پیش‌بینی می‌شد میانقاب‌ها به شکل قابل‌توجهی افزایش مقاومت و سختی قاب‌ها شدند. میزان افزایش سختی در اثر حضور میانقاب‌ها با افزایش ارتفاع قاب‌ها کمتر می‌شود. همچنین در قاب‌های کوتاه‌تر ( ‎۱و‎۳ طبقه) میانقاب‌ها موجب جذب نیروی بیشتر، افزایش تعداد مفاصل خمیری تشکیل شده در اعضای قاب و نیز افزایش Drift طبقه‌ای شدند. بر این اساس نادیده گرفتن میانقاب‌ها در قاب‌های کوتاه‌تر می‌تواند به یک طراحی نادرست بیانجامد. با مدل نکردن میانقاب‌ها در قاب‌های متوسط مطالعه شده (‎۵ و‎۷ طبقه) حالتی که برای سازه نامطلوب باشد مشاهده نمی‌شود ولی با توجه به افزایش سطح عملکرد قاب و محدود شدن تعداد مفاصل ایجاد شده در اعضای قاب در مدل‌های میانپر نسبت به قاب‌های توخالی، با مدل‌سازی دیوارها می‌توان از پتانسیل مقاومتی میانقاب‌ها (رفتار واقعی‌تر) برای افزایش ظرفیت سازه استفاده کرد. همچنین در این قاب‌ها میانقاب‌ها به شکل قابل‌ملاحظه‌ای باعث کاهش مقادیر Drift طبقه‌ای شدند به‌طوری‌که با آوردن دیوارها در مدل قاب مقادیر آیین‌نامه‌ای تأمین شده و نیازی به کنترل Drift مشاهده نگردید.