بررسی عملکرد سازه های فولادی قاب خمشی ویژه در پس لرزه ها/ناصرپور آران

وقوع پس‌لرزه‌های قوی پس از زلزله اصلی از مواردی است که در زلزله‌های پیشین سبب آسیب‌های بسیاری شده است و در بعضی موارد حتی فروریزش کلی سازه را در پی داشته است. این موضوع در حالی است که در آیین‌نامه‌های طراحی و ارزیابی اشاره‌ای به این موضوع نشده و اکثر زلزله‌های شدید پس‌لرزه‌هایی قوی نیز به همراه دارند که می‌توانند آسیب وارده به سازه را تشدید نمایند. بنابراین لازم است تا مطالعات کاملی در این زمینه صورت گیرد و ظرفیت سازه با توجه به میزان آسیب وارده در زلزله اصلی تعیین شود. پژوهش حاضر به ارائه روشی برای ارزیابی تحلیلی سازه‌های قاب خمشی فولادی می‌پردازد. در این تحقیق ابتدا یک نمونه تیر و ستون فولادی با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده و سپس رفتار لرزه‌ای این المان‌ها تحت اثرات زلزله‌های متوالی مورد ارزیابی قرارگرفته است. برای این منظور از پروتکل بارگذاری اصلاح‌شده‌ای جهت در نظر گرفتن این اثرات استفاده‌شده است. ملاک آسیب اولیه وارده به المان‌ها بر اساس شاخص تغییر مکان نسبی المان‌ها بوده و رفتار این المان‌ها به ازای تمامی مقادیر آسیب از ‎۱‎ درصد تا ‎۴‎ درصد استخراج‌شده است. سپس برای المان‌های آسیب‌دیده منحنی رفتاری (مفصل پلاستیک) به ازای درصدهای مختلف آسیب اولیه ارائه‌شده که این منحنی‌ها با منحنی مندرج در دستورالعمل‌های ارزیابی مانند ASCE 41-06‎ هم پایه شده‌اند تا بتوان از آن‌ها جهت تحلیل‌های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی سازه‌های قاب خمشی فولادی استفاده کرد. در نتیجه برای تمام المان ها، ضرایب کاهشی برای منظور کردن اثرات آسیب استخراج شده است. در انتها نحوه رفتار این منحنی‌ها با ارزیابی سازه قاب خمشی ویژه فولادی ‎۴‎ طبقه‌ای مورد ارزیابی قرار گرفت. سازه فولادی ‎۴‎ طبقه قاب خمشی ویژه متقارن با سه دهانه در هر دو راستا به روش حالت حدی با توجه به مبحث دهم مقررات ملی ساختمان و ویرایش چهارم آیین‌نامه ‎۲۸۰۰‎ به‌منظور ارزیابی کفایت این روش، طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفت. این سازه به‌وسیله ‎۷‎ زوج شتاب‌نگاشت به‌صورت دو جهته که به توجه به روش ارائه‌شده در آیین‌نامه ‎۲۸۰۰‎ مقیاس شده‌اند تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی قرار گرفت. با توجه به آسیب به وجود آمده در زلزله اول و برحسب درصد دوران هریک از المان‌ها، منحنی مناسب به هریک از مفاصل اختصاص داده شد و سپس سازه ذکرشده مورد ارزیابی قرار گرفت. با بررسی توزیع دریفت طبقات در سطح فروریزش سازه آسیب‌دیده مشخص گردید که با افزایش آسیب، با توجه به چگونگی توزیع آسیب در سازه سالم تحت زلزله اولیه، امکان تغییر در رفتار تغییر مکانی سازه وجود دارد. این بدان معنی است که در سازه ثانویه نمی‌توان همواره طبقات خاصی را از پیش به عنوان محل تجمع آسیب و تغییردهنده شکل منحنی توزیع دریفت دانست. به نظر می‌رسد که علت این پدیده نحوه آرایش متفاوت مفاصل بخصوص در حالت ‎۱‎ و ‎۲‎ درصد آسیب اولیه است.