بررسی تاثیر مولفه قائم حرکات زمین در حوزه نزدیک گسل بر عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح

گرچه امروزه سازه های بسیار زیادی با اسکلت بتنی ساخته می شود ولی عملکرد این سازه ها در زلزله های گذشته نشان داده است که رفتار غیرارتجاعی داشته و در برابر زلزله آسیب پذیرند، لذا بررسی رفتار این نوع سازه ها در حین زلزله امری ضروری است. همچنین، بسیاری از سازه های بتن مسلح، بر روی نواحی نزدیک گسل ساخته شده اند که در اثر زلزله های رخ داده در این مناطق، دارای آسیب های بسیار بیشتری نسبت به زلزله های دور از گسل بوده اند. بنابراین، با توجه به آسیب-های جانی و مالی وارد آمده در این مناطق، ارزیابی دقیق مشخصه های حرکات زمین و نیازهای لرزه ای سازه ها، از مسائل اساسی در کاهش خسارات و طراحی سازه های مقاوم است. در این پایان نامه، رفتار کلی ساختمان های بتن مسلح که بر اساس آیین نامه 2800 طراحی لرزه ای شده اند و در مناطق نزدیک گسل قرار دارند، بررسی شده است تا هم عملکرد ساختمان ها و هم تحلیل های خطی در نظر گرفته شده در آیین نامه 2800 مورد بررسی قرار گیرد. در مناطق نزدیک گسل، حرکات عمودی زمین شدیدتر از بقیه مناطق است و مولفه ی قائم در زلزله هایی مانند زمین لرزه 1994 نورتریج و 1995 کوبه ژاپن، برابر یا بیشتر از مولفه ی افقی است. ساختمان های 4، 6، 9 و 12 طبقه، دارای سیستم مقاوم قاب خمشی با شکل پذیری متوسط واقع بر روی زمین نوع iii، به دو صورت منظم و نامنظم در ارتفاع جهت آنالیز غیرخطی با نرم افزار sap2000 v14.1 فرض شده اند. نامنظمی با افزایش جرم در طبقات ایجاد شده و به سه صورت نامنظم در طبقه اول، میانی و بام می باشد. زلزله های انتخابی، مولفه ی قائمی بیش از 2/3 مولفه ی افقی دارند و مشخصا به بررسی تاثیر این مولفه در آنالیز غیرخطی دینامیکی (تاریخچه زمانی)، نیز پرداخته شده است. سه رکورد حوزه نزدیک و سه رکورد حوزه دور به مدل ها اعمال شده و یکبار مولفه ی قائم و افقی و بار دیگر فقط مولفه های افقی به مدل ها اثر داده شده که مدل ها در هر دو حالت، بدلیل وجود پالس سرعت و شتاب بالا در ابتدای رکورد، آسیب های زیادی دیده اند. روش های تحلیل دینامیکی غیرخطی، علیرغم دقت بسیار بالا، بسیار وقت گیر بوده و نیاز به در نظرگیری پارامترهای زیادی دارد. از این رو، امروزه روش های استاتیکی غیرخطی (پوش اور) جهت تامین عملکرد لرزه ای سازه ها انتخاب شده است. جهت تعیین دقت این روش، لازم است نتایج حاصل از این آنالیز با آنالیزهای تاریخچه زمانی مورد قیاس قرار بگیرند. تغییرمکان، تغییرمکان جانبی نسبی طبقات، زاویه دریفت طبقات و کل ساختمان، برش طبقات و ضریب برش پایه، نیروی محوری المانی های قائم (ستون ها)، شتاب و سرعت سقف طبقات از جمله نتایج اولیه است که از آنالیز مدل ها حاصل گردیده است. تمامی این موارد، در حوزه نزدیک نسبت به حوزه دور افزایش بسیار زیادی، بعضا دو الی سه برابر داشته اند. با مقایسه پاسخ های حاصل از هر دو آنالیز با پاسخ های حاصل از آنالیز خطی ارائه شده در آیین نامه 2800، در حوزه دور، تطبیق خوبی وجود دارد ولی در حوزه نزدیک تفاوت قابل توجهی وجود دارد و از محدودیت های بیان شده در آیین نامه 2800 فراتر رفته است. نیروی محوری ستون هایی که به مرکز جرم نزدیکترند، به ازای اثر دادن مولفه ی قائم، افزایش بسیار زیادی داشته اند و بعضا باعث شکست این ستون ها نیز شده است. مقایسه نتایج دو آنالیز دینامیکی و استاتیکی غیرخطی، با توجه به شرایط و فرضیات در نظر گرفته شده، نشان داد که پاسخ های حاصل از آنالیز غیرخطی استاتیکی، پوشش دهنده ی آنالیز تاریخچه زمانی بوده است.