مقایسه کارائی سازه ای و اقتصادی سیستمهای سازه ای لوله ای و مهار بازوئی با سیستمهای متداول

هدف اصلی از انجام این تحقیق، بررسی کارائی سازه ای و اقتصادی سیستمهای سازه ای لوله ای برای ساختمانهای بتن مسلح و مهاربازوئی برای قابهای فولادی، نسبت به سیستمهای سازه ای متداول (فرمهای سازه ای موجود در آئین نامه زلزله ایران - استاندارد 2800) به منظور شناساندن و معرفی این فرمهای سازه ای ساختمانهای بلند، جهت توجیه جایگزین نمودن آنها بجای فرمهای سازه ای مرسوم در کشور، می باشد. تعیین مقدار مناسب ضریب رفتار زلزله ای سازه ‏‎(r)‎‏ و پریود اصلی ارتعاش سازه ‏‎(t)‎‏. برای سیستمهای سازه ای لوله ای و مهار بازوئی به دلیل مطرح نشدن این فرمهای سازه ای در آئین نامه زلزله ایران، و بررسی مسئله شکست ولنگی برشی از دیگر اهداف این تحقیق می باشد.برای اینکار در مورد ساختمانهای بتن مسلح، شش سیستم سازه ای که عبارتند از: قاب خمشی، قاب خمشی با دیوار برشی، دو مدل جدید پیشنهادی قاب خمشی یکی با ستونهای متداول و دیگری با ستونها عریض و دو سیستم سازه ای لوله ای یکی با ستونهای متداول و دیگری با ستونهای عریض مورد مطالعه قرار گرفتند. طرح قابها این سیستمهای سازه ای از نوع قابهای خمشی بتن مسلح با شکل پذیری متوسط بر اساس آئین نامه ‏‎aci‎‏ بوده است. در مورد قابهای فولادی نیز هشت سیستم سازه ای که عبارتند از قابهای ساده مهاربندی شده با مهاربندهای به فرم ضربدری و هشت با و بدون کمربند خرپائی و قابهای خمشی مهاربندی شده با مهاربندهای ضربدری و هشت با و بدون کمربند خرپائی مورد مطالعه قرار گرفتند. کلیه فرمهای سازه ای فوق الذکر در سه نمونه با ارتفاع 7، 13 و 25 طبقه بررسی گردیدند. برای این مطالعه در ابتدا سیستمها مذکور تحت بارهای ثقلی و زلزله ای آئین نامه ای (استاندارد 519 و 2800 ایران) طراحی و آنالیز گردیده و پس از بدست آمدن پریود اصلی و ضریب رفتار واقعی، این سیستمها مورد آنالیز و طراحی مجدد قرار گرفته و پس از همگرائی، کارائی سازه ای و اقتصادی این سیستمها بدست آمده و نسبت به یکدیگر مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته اند. طراحی و آنالیز آئین نامه ای این سیستمهای سازه ای با برنامه ‏‎staad-iii‎‏ و آنالیز غیرخطی با بارهای جانبی فزاینده تدریجی ‏‎(push-over analysis)‎‏ و در یک مورد آنالیز دینامیکی تحت شتابنگاشت زلزله ناغان (1356) توسط برنامه ‏‎drain-2dx‎‏ انجام گرفت.نتایج بدست آمده نشان می دهند که سیستم سازه ای قاب خمشی پیشنهادی و سیستم لوله ای با ستونهای عریض برای ساختمانهای بتن مسلح و سیستمهای سازه ای مهار بازوئی خصوصا با مهاربند هشت برای قابهای فولادی در کلیه ارتفاعات و طبقات مورد بررسی نسبت به سیستمهای سازه ای متداول از کارائی سازه ای و اقتصادی بهتری برخوردار می باشند، و بنظر می رسد که بتوانند جایگزینی مناسبی بجای فرمهای سازه ای مرسوم در کشور، باشند. این نتیجه گیری می بایست با مطالعات و بررسی های صحرائی، آزمایشگاهی و آنالیز دینامیک غیرخطی نمونه های کافی با استفاده از حلقه های هیسترزیس بدست آمده از آزمایش، مورد تایید قرار گیرد.