ارزیابی لرزه ای ساختمانهای قاب خمشی فولادی دارای نامنظمی در ارتفاع براساس روش عملکردی احتمالاتی

در این تحقیق، اثرات نامنظمی در ارتفاع بر روی عملکرد لرزه ای سازه های با سیستم قاب خمشی فولادی ویژه در چهارچوب مهندسی زلزله عملکردی با رویکرد احتمالاتی سنجیده شده است. برای این منظور عملکرد سازه های دارای انواع نامنظمی جرم، سختی، مقاومت و ترکیب سختی و مقاومت با ضرایب و محل وقوع نامنظمی مختلف و همچنین عملکرد سازه های دارای نامنظمی هندسی در ارتفاع از نوع عقب رفتگی با حالات مختلف، به کمک روش تحلیل دینامیکی فزاینده با عملکرد لرزه ای سازه منظم موردمقایسه قرار گرفته و با مطالعه ظرفیت سطوح عملکرد لرزه ای، میانگین سالیانه فرکانس عبور از سطوح مختلف عملکرد، میزان سطح اطمینان تامین اهداف عملکردی و نحوه توزیع نیاز لرزه ای در سطوح مختلف شدت لرزه ای، تاثیر نامنظمی در ارتفاع بر رفتار سازه مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش نامنظمی های هندسی، اثرات پیچشی ناشی از عدم تقارن عقب رفتگی نسبت به محور قائم و همچنین اثرات همزمانی دومولفه افقی عمود بر هم زلزله نیز بر رفتار لرزه ای این سازه ها سنجیده شده است. نتایج این بررسی نشان داده است که توزیع غیریکنواخت ویژگیهای سیستم باربر جانبی (جرم، سختی و مقاومت) در ارتفاع بر عملکرد لرزه ای سازه به خصوص در سطوح عملکرد آستانه فروریزش تا ناپایداری دینامیکی تاثیرگذار است و بنابر نوع و محل نامنظمی، منجر به کاهش ظرفیت شدت لرزه ای قابل اعمال به سازه، کاهش ظرفیت شکل پذیری سازه و افزایش احتمال عبور از سطوح عملکرد در سازه شده است. به همین لحاظ پیشنهاداتی برای تعریف محدودیت های آیین نامه ای برای این نوع سازه ها ارائه شده است. همچنین نتایج ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه های دارای عقب رفتگی های یکطرفه و دوطرفه در ارتفاع که به لحاظ آیین نامه ای طراحی قابل قبولی داشته اند، حاکی از این بوده است که درصد اطمینان از تامین هدف عملکردی ایمنی جانی در سازه های موردمطالعه نسبت به سازه منظم درحدود 5 تا 40 درصد بنابر نوع، میزان مساحت و تراز عقب رفتگی کاهش یافته است. میزان این کاهش در عقب رفتگی های با بیش از 50 درصد مساحت پلان و عقب رفتگی های واقع در تراز پایین تر از تراز میانی ارتفاع سازه قابل توجه تر بوده است. همچنین در حالات عقب رفتگی یکطرفه نسبت به عقب رفتگی دوطرفه متقارن، اثرات پیچشی ناشی از عقب رفتگی منجر به تشدید ضعف عملکرد سازه گردیده است. براساس نتایج این تحقیق، تعریف روشن از میزان عقب رفتگی مجاز در ضوابط آیین نامه ای و همچنین اشاره مستقیم به الزام اثرات دومولفه ای لرزه ای برای حالات عقب رفتگی یکطرفه ضروری به نظر می رسد. ضمن اینکه به منظور ارتقاء عملکرد لرزه ای سازه های دارای عقب رفتگی در ارتفاع، ایجاد محدودیتهای بیشتر برای کاربرد روشهای تحلیل خطی در این سازه ها و یا اصلاح روند پیش بینی تغییرمکان طرح با توجه به کاهش سختی مشاهده شده در این سازه ها پیشنهاد گردیده است و برای این منظور، دو الگوریتم براساس یک دیدگاه مشترک لکن با دو قابلیت کاربرد مختلف تدوین شده است که نتایج اعمال این دو الگوریتم بر فرایند طراحی اولیه سازه های عقب رفته موردمطالعه حاکی از افزایش سطح اطمینان تامین هدف عملکردی ایمنی جانی در این سازه ها به میزان مشابه با سازه منظم بوده است.