کاربرد دیوار برشی فولادی در ساختمان های بلند با سیستم های سازه ای مهار بازویی/خوش کلام وحید

با افزایش ارتفاع ساختمان، موضوع سختی سیستم سازه­ای بیش‌ازپیش مورد اهمیت قرار می­گیرد و کنترل تغییر مکان‌های جانبی طبقات مشکل خواهد شد. استفاده از مهارهای بازویی در تراز­های مختلف ارتفاعی ساختمان­های بلند، با افزایش عمق خمشی ساختمان به‌واسطه انتقال مقداری از نیروهای واژگونی به ستون­های پیرامونی، به‌عنوان راهکاری مؤثر در کنترل تغییر مکان‌های جانبی شناخته شده است. هدف اصلی این مطالعه، استفاده از مهارهای بازویی در جهت بهبود رفتار لرزه­ای سیستم سازه­ای دیوار برشی فولادی برای کاربرد در ساختمان­های بلند می­باشد. در راستای نیل به این هدف، سیستم سازه­ای دیوار برشی فولادی به همراه مهارهای بازویی به‌عنوان سیستم سازه­ای جایگزین در یک ساختمان ۴۰ طبقه، که قبلاً در سازمان تحقیقاتی PEER در مطالعات تکمیلی پروژه TBI با سیستم سازه­ای مهاربندهای کمانش ناپذیر و مهارهای بازویی مورد مطالعه قرار گرفته بود، در نظر گرفته شده است. بدین ترتیب رفتار لرزه­ای دو سیستم سازه­ای مهاربندهای کمانش ناپذیر و دیوار برشی فولادی به همراه مهارهای بازویی در ساختمان مورد مطالعه، بررسی و مقایسه شده است. مهارهای بازویی در سیستم­های سازه­ای فوق با همان شکل مفروض در پروژه TBI، در ترازهای ۲۰، ۳۰ و ۴۰ قرار گرفته­اند. رفتار لرزه­ای ساختمان­های مذکور بر اساس عملکرد آن‌ها در زلزله، بر اساس معیارهای پذیرش پیشنهادی راهنمای TBI و با استفاده از تحلیل­های دینامیکی­ تاریخچه زمانی بر روی مدل­های غیرخطی سیستم­های سازه­ای فوق، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. تحلیل­های دینامیکی توسط­ هفت شتاب­نگاشت که به نمایندگی از زلزله­های حوزه دور و نزدیک، )به لحاظ شرایط موجود در محل ساختگاه(، از رکوردهای پیشنهادی دستورالعمل FEMA-P695 انتخاب شده­اند، انجام شده است. با توجه به نتایج حاصل، سیستم سازه­ای دیوار برشی فولادی به همراه مهارهای بازویی در کنترل تغییر مکان­های جانبی به‌خوبی عمل کرده و در کاهش تغییر مکان­های جانبی باقی­مانده در طبقات مؤثر واقع شده است. استفاده از ورق­های فولادی نازک در سیستم سازه­ای دیوار برشی فولادی در مقایسه با مهاربندهای کمانش ناپذیر، باعث افزایش قابل‌توجهی در شتاب مطلق طبقات نشده است. بااین‌وجود تقاضای لرزه­ای در ستون­های سیستم سازه­ای دیوار برشی فولادی نسبت به ستون­های متناظر در سیستم سازه­ای مهاربندهای کمانش ناپذیر، بیشتر است. بدین ترتیب برای دستیابی به رفتار لرزه­ای قابل‌قبول در سیستم سازه­ای مهاربند­های کمانش ناپذیر، به‌کارگیری المان­های مهاربند کمانش ناپذیر در مقاومت­های بسیار بالا و متعاقباً ابعاد بسیار بزرگ، ضروری است. این در حالی است که عملکرد لرزه­ای قابل‌قبول در سیستم سازه­ای دیوار برشی فولادی با استفاده از ورق­های فولادی با ضخامت‌های معمول، قابل‌دستیابی است و به نظر می­رسد که جایگزین مناسبی برای سیستم سازه­ای مهاربندهای کمانش ناپذیر باشد.