بررسی توزیع انرژی هیسترزیس، خسارت و جابجایی نسبی در ساختمان با دیوار برشی در طبقات پایین

مطالعات نشان می دهد که سازه ها تحت اثر زمین لرزه های مخرب وارد مرحله غیر ارتجاعی می شوند. لذا مطالعه ی رفتار غیر ارتجاعی سازه ها تحت اثر این زمین لرزه ها ضروری به نظر می رسد. در روشهای طراحی لرزه ای مرسوم، تحریکات و جنبشهای لرزه ای با یک سری نیروهای افقی منتج شده از مدل دینامیکی سازه در تراز طبقات مدل می شوند. پژوهش های مختلف انجام شده ثابت می کنند که صرف بحث نیرو- تغییر مکان در حالت ارتجاعی یا حتی الاستو پلاستیک کامل دو خطی نمی تواند توجیه کننده ی تمامی رفتارهای لرزه ای سازه باشد. در روش طرح مبتنی بر نیرو و تغییر مکان کمبودهایی وجود دارد که در آن به حساب آوردن تاثیرات خسارت تجمعی و انرژی هیسترزیس مرتبط با چرخه های غیر ارتجاعی در این روشها دشوار است. وارد آمدن خسارت سازه ای با مفهوم رفتار غیر ارتجاعی و در نتیجه انرژی هیسترزیس نزدیکی بسیاری دارد. لذا می توان گفت که انرژی هیسترزیس در این سطوح، معیاری قابل توجه جهت طراحی و یا کنترل سازه می تواند باشد. بستگی زیاد انرژی هیسترزیس با خسارت سازه ای موجب شده تا این مفهوم و روشهای نوین طراحی سازه ای مورد توجه محققان و مهندسان قرار گیرد. در این پژوهش سه قاب 8 و 11 و 14 طبقه بتنی مسلح با دیوار برشی که بارگذاری جانبی آنها به روش استاتیکی معادل و بر اساس آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد- 2800 – ویرایش سوم) صورت گرفته انتخاب و به وسیله نرم افزار etabs طراحی شده اند سپس تحلیل دینامیکی غیر خطی سازه ها تحت اثر 8 شتاب نگاشت حرکت زمین با استفاده از نرم افزار (ver- 6.1) idarc-2d انجام شده است. هدف از این مطالعه بررسی نحوه ی توزیع خسارت، جابجایی نسبی و انرژی هیسترزیس در طبقات ساختمان های بتنی مسلح با دیوار برشی (به رغم یکسان بودن مقاومت در ارتفاع سازه) و حذف طبقه به طبقه ی دیوار برشی تا رسیدن به طبقه ی بهینه به صورتی که توزیع انرژی و خسارت در طبقات بهینه شود، می باشد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که بهینه ترین حالت برای توزیع یکنواخت خسارت، انرژی هیسترزیس و جابجایی نسبی، زمانی رخ می دهد که دیوار برشی در %70 ارتفاع طبقات وجود دارد. البته این توزیع بهینه لزوماً به معنی یکنواخت ترین حالت(مانند توزیع مقاومت که فرض طراحی بود) یا کمترین خسارت نمی باشد، بلکه بیان کننده ی حالتی است که در تمام طبقات در ارتفاع سازه کمترین تغییرات را از خود نشان می دهند، می باشد.