بررسی امکان استفاده از بادبندهای زانویی در تقویت سازه های فولادی موجود با سیستم قاب خمشی ویژه

در برخی از سازه های مهم به هنگام وقوع زلزله علاوه بر خسارات مستقیم جانی، تأخیر در بهره برداری نیز به طور غیرمستقیم موجب افزایش تلفات و وقوع فجایع انسانی وسیع می شود. بنابراین بررسی عملکرد لرزه ای این قبیل سازه ها در مقابل زلزله امری ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق، رفتار غیرخطی ساختمانهایی که سیستم لرزه بر جانبی آنها قاب خمشی ویژه است (از نوع ساختمان های با اهمیت خیلی زیاد) به عنوان نماینده هایی از ساختمان های موجود بررسی شده است. این نمونه ها به صورت سازه های 3، 5 و 7 طبقه که براساس کلیه ی ضوابط آئین نامه ی 2800- ویرایش دوم طراحی شدند. برای ارزیابی و تقویت لرزه ای نمونه ها، از آنالیز استاتیکی غیرخطی و روش طیف ظرفیت ارائه شده در atc-40 استفاده شد. تحلیل استاتیکی غیرخطی بر روی نمونه های فوق انجام و در نهایت تأمین سطوح عملکرد مورد انتظار دستورالعمل بهسازی لرزه ای ارزیابی شد. نتایج نشان داد ساختمان هایی که براساس استاندارد 2800- ویرایش دوم طراحی و ساخته شده اند، به خاطر کمبود مقاومت اعضا و سختی جانبی، پاسخگوی نیاز لرزه ای استاندارد 2800- ویرایش سوم نمی باشند، از این رو معیارهای ذکر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران را ارضا نکرده و تقویت این سازه ها ضروری است که به منظور تقویت این سازه ها از بادبندهای فولادی هم مرکز (cbf) و بادبندهای فولادی زانویی (kbf) استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از شیوه ی تقویتی cbf (شیوه ی مرسوم)، علی رغم افزایش سختی و کاهش تغییرمکان های جانبی سازه، موجب افزایش قابل توجهی در نیاز لرزه ای سازه (از جمله ستون های مهاربندی شده و مخصوصاً فونداسیون) می شود. اما در روش دوم به خاطر استفاده از فیوز شکل پذیر (عضو زانویی) در سازه، بهبود قابل توجهی در رفتار لرزه ای سازه مشاهده می شود. به طوری که این طرح تقویتی علاوه بر آن که سختی قابل قبولی را به سازه می دهد، باعث افزایش ظرفیت استهلاک انرژی سازه نیز می شود. همچنین مقدار فولاد مورد نیاز برای تقویت در طرح تقویتی kbf کمتر از مقدار فولاد لازم برای استفاده در طرح تقویتی cbf می باشد که بیانگر اقتصادی بودن طرح تقویت kbf نسبت به cbf می باشد.