بررسی رفتار اتصالات گیردار در قابهای خمشی فولادی ویژه در برابر زلزله های نزدیک گسل

زلزله های نزدیک گسل به دلیل دارا بودن محتوای بالا فرکانسی با پهنای باند باریک، سبب انتقال پالسی با انرژی فوق العاده بالا (معمولا در ابتدای شتاب نگاشت) به سیستم می شود. آسیب های کلی و جزئی به وجود آمده در سازه های مدرن تحت اثر زلزله های نزدیک گسل، جدا از نقص اتصالات، به مشخصه های لرزه ای این زلزله ها ارتباط دارد. مشخصاتی هم چون وجود پالس-های پریود بلند در ابتدای رکوردها و اعمال نیروی ضربه گونه به سازه های موجود در مسیر پیشرو گسیختگی گسل، آسیب هایی در اتصالات قاب های خمشی ایجاد می کند؛ چرا که قاب های خمشی تحت اثر زلزله های نزدیک گسل به نسبت زلزله های دور از گسل، رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند. به منظور شناخت بهتر رفتار اتصالات در قاب های خمشی، تحت تاثیر این نوع از زلزله ها 3 قاب 2، 4 و 6 طبقه بر اساس ضوابط آیین نامه 2800 و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان طراحی گردید. سپس قاب های طراحی شده به همراه تمام اجزای اتصالاتشان توسط روشی که طی آن تیر و ستون در نواحی بحرانی نزدیک به اتصال، ورق های اتصال و جوش ها به طور کامل و با استفاده از ریزالمان و بقیه نواحی سازه برای جلوگیری از افزایش زمان تحلیل با استفاده از المان های قابی ساخته شده است، در نرم افزار ansys مدل سازی و با اعمال رکوردهای دور و نزدیک-گسل زلزله های بم، چی چی، کوبه و لوماپریتا تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی شدند. نیازهای مقاومتی و چرخشی همه اتصالات به صورت منحنی های هیسترزیس لنگر-دوران ارائه و مورد بررسی و تفسیر قرار گرفتند. بررسی منحنی های لنگر-دوران اتصالات که از تحلیل قاب ها در این تحقیق به دست آمده، نشان دهنده تفاوت بسیار زیاد نیاز دورانی و شکل پذیری سازه های طراحی شده بر مبنای آیین نامه 2800 و مبحث دهم، تحت اثر این دو نوع رکورد می باشد. به طوری که حداکثر دوران اتصالات قاب ها تحت اثر رکوردهای نزدیک گسل به مراتب بزرگ تر از مقدار متناظر آن برای رکوردهای دور از گسل می باشد. این در حالی است که به دلیل هم پایه شدن رکوردها، نیاز مقاومتی (لنگر) تجربه شده توسط اتصال برای دو حالت اعمال رکورد نزدیک و دور از گسل، در اکثر موارد مقادیری تقریبا برابر و یا با اختلاف کم داشته است. همچنین بررسی ها نشان می-دهد اتصال خمشی با شکل پذیری ویژه مطابق با مبحث دهم مقررات ملی ساختمان می تواند بدون گسیختگی به دوران 04/0 رادیان برسد. حتی برخی از مدل ها دوران حدود 055/0 رادیان را نیز بدون گسیختگی تجربه کرده اند. اما در عین حال بررسی-های دیگر بر روی منحنی های نیاز لنگر-دوران نشان دهنده این مطلب است که اکثر اتصالات بعد از اعمال رکوردهای نزدیک-گسل دچار تغییرشکل های ماندگار شده اند، چراکه در حین بارگذاری و بعد از اعمال پالس موجود در رکورد، اتصالات حول نقطه جدیدی شروع به دوران کرده و در پایان بارگذاری تغییر شکل هایی تا 032/0 رادیان نیز در آن ها باقی مانده است. دسته دیگری از نتایج نشان می دهد با افزایش نسبت پریود سازه به پریود غالب زلزله ( ) در قاب های مورد بررسی تحت اثر رکوردهای حوزه نزدیک، نیاز دورانی اتصالات افزایش می یابد و این تاکیدی است بر لزوم طراحی سازه ها با ظرفیت دورانی بالا و شکل پذیری زیاد در نواحی نزدیک گسل.