بررسی تأثیر خواص دینامیکی بر رفتار لرزه ای سازه های دوبلکسی بتن مسلح تقویت شده با frp

در سال¬های اخیر پیشرفت¬های زیادی در زمینه مهندسی زلزله و طراحی سازه¬ها انجام گرفته است به گونه¬ای که امروزه با اعتماد و اطمینان بیشتری می¬توان سازه¬های مقاوم در برابر زلزله را طراحی نمود. با این حال بسیاری از سازه¬های بتنی به دلایل متفاوتی ضوابط آیین¬نامه¬های جدید را ارضا نمی¬کند، لذا ارائه روش¬های مقاوم سازی، بهسازی و تعمیر چنین سازه¬هایی لازم است، که در این بین استفاده از پوششfrp یکی از بهترین و مؤثرترین روش¬ها است. هم¬چنین می¬توان بیان داشت که، محصورسازی با frp باعث تغییر رفتار بتن و در نتیجه تغییر رفتار سازه می¬گردد.گاهی به علت مسائل معماری و زیبایی و گاهی مسائل فنی نامنظمی¬هایی به سازه¬ها اعمال می¬شود، آیین¬نامه زلزله ایران (استاندارد 2800) در مورد ساختمان¬های نامنظم بحث می¬کند و نامنظمی در ارتفاع را به سه نوع نامنظمی سختی، نامنظمی جرم و نامنظمی مقاومت تقسیم بندی نموده و در مورد آنالیز لرزه¬ای سازه¬های نامنظم طراحان را ملزم به استفاده از روش¬های دینامیکی می¬کند. یکی از انواع نامنظمی در ارتفاع که بعضی از آیین¬نامه¬ها همچون سیاک (انجمن مهندسان سازه کالیفرنیا) به آن اشاره کرده است، سازه¬های با اختلاف تراز طبقات یا دوبلکسی می¬باشند. متأسفانه آیین¬نامه زلزله ایران (استاندارد 2800) در مورد این¬گونه ساختمان ها کاملاً مسکوت بوده و هیچ توصیه ای برای تحلیل و طراحی این سازه¬ها نکرده است. به همین جهت باید رفتار لرزه¬ای و عملکردی این سازه¬ها را به طورکلی و به دقت مورد توجه قرار داد. در این تحقیق، به بررسی رفتار لرزه¬ای ساختما¬ن¬های بتن¬آرمه در سازه¬های دوبلکسی تقویت نشده و تقویت¬شده با cfrp پرداخته شده است. برای دست¬یابی به این هدف با انجام آنالیزهای استاتیکی خطی و غیرخطی در نرم¬افزار sap2000 بر روی ساختمان¬های 3، 5، 10 و 15 طبقه با تعداد دهانه¬های 1 الی 5، به بررسی پارامترهای مختلفی مانند حداکثر جابه¬جایی سازه، دریفت، نیروی برشی وارد بر طبقات، پارامترهای نقطه¬ی عملکرد از جمله، شتاب و جابجایی طیفی، میرایی و زمان تناوب مؤثر در این نقطه، اثر میرایی ذاتی سازه، درصد مشارکت جرمی مودها، منحنی ظرفیت سازه¬ها پرداخته شده است، هم¬چنین اثر تقویت و دوبلکسی شدن سازه و اثر افزایش ارتفاع و تعداد دهانه¬ها بر روی سطح عملکرد لرزه¬ای و پارامترهای متفاوت بررسی شده است. نتایج نشان می¬دهد که، محصورسازی تیر و ستون سازه¬ی بتن¬¬آرمه با cfrp سطح زیر منحنی پوش آور را که بیانگر مقدار انرژی مستهلک شده توسط سازه است، افزایش داده، از طرفی سختی و شیب اولیه¬ی سازه¬ی مقاوم بالاتر از سازه¬ی اصلی بوده و مقدار آن حدود 5/1 الی 5/2 برابر شده است. در بررسی اثر تقویت بر پارامترهای نقطه¬ی عملکرد دیده می-شود که، میزان شتاب طیفی افزایش، که وجود افزایش در ظرفیت بار لرزه¬ای را نشان داده، و جابجایی طیفی کاهش می-یابد که نشان¬دهنده¬ی افزایش مقاومت در برابر بار جانبی غیر الاستیک می¬باشد. هم¬چنین با مقاوم¬سازی، میزان میرایی مؤثر در اکثریت موارد رو به کاهش بوده، و مقدار زمان¬تناوب مؤثر سازه¬ها کاهش یافته که نشان دهنده¬ی افزایش سختی سازه می¬باشد. بطور کلی سازه¬ی 5 طبقه رفتار بهتری را از نظر بیشترین سختی و کمترین جابجایی طیفی نشان داده، و سازه¬ی 15 طبقه مطلوب¬ترین عملکرد را به لحاظ جذب انرژی و شتاب طیفی بیشتر و میرایی و زمان تناوب کمتر نسبت به سایر سازه¬ها دارا می¬باشد. با مقایسه¬ی منحنی ظرفیت سازه¬¬های دوبلکسی و منظم می¬توان گفت بیشترین سختی اولیه و کمترین تغییرمکان جانبی متعلق به مدل دوبلکسی است. با دوبلکسی شدن، شتاب طیفی نقطه عملکرد سازه افزایش یافته این در حالی است که این امر کاهش جابجایی طیفی را موجب شده است. تأثیر دوبلکسی شدن، در سازه¬ی 5 طبقه از لحاظ کمترین زمان تناوب مؤثر و جابجایی طیفی و بیشترین شتاب طیفی رفتار مطلوب¬تری را از خود نشان می¬دهد، از طرفی سازه¬ی 15 طبقه بیشترین میرایی مؤثر را نسبت به سازه¬ی منظم ایجاد می¬نماید.