بررسی رفتار لرزه ای قاب های فولادی سبک بادبندی شده با اعضای فولادی سرد ساخت

نیاز کشور از نظر کمی و کیفی در بخش ساختمان، باعث شده تا با استفاده از فناوری های نوین ساخت و ساز از جمله سیستم های ساختمانی با پتانسیل تولید صنعتی و پیش ساختگی، این نیازها را برآورده کنند. یکی از این سیستمها، سیستم قاب سبک فلزی می باشد که علاوه بر قابلیت تولید صنعتی و پیش ساختگی، به علت سبک بودن در صورت طراحی و اجرای صحیح جزئیات، در هنگام زلزله آسیب پذیری ساختمان ها را به حداقل می رساند. سیستم lsf در ابتدا جایگزین چوب در خانه های چوبی شد بنابراین روشهای سنتی مهاربندی در ساختمانهای چوبی، در ساختمانهای lsf نیز مورد استفاده قرار میگیرد که از آن جمله میتوان به بادبندهای k شکل اشاره کرد. از طرفی عمده کارهای تحقیقاتی که تاکنون بر رفتار جانبی سازه های فولادی سبک صورت پذیرفته، بر روی رفتار تسمه های بادبندی و دیوارهای برشی چوبی یا فولادی متمرکز شده است. لیکن یکی از روش های مرسوم مهاربندی جانبی، استفاده از مقاطعی از جنس اعضای اصلی قاب به صورت بادبندهای k شکل می باشد. تاکنون تحقیق آزمایشگاهی یا عددی بر روی این نوع سیستم باربر جانبی در منابع در دسترس، مشاهده نشده است. در این پروژه رفتار جانبی تعدادی قاب مهاربندی شده با بادبندهای k شکل با چیدمان مختلف ستونک ها و اعضای قطری مورد بررسی قرار میگیرد. البته پروژه ای آزمایشگاهی در دانشگاه کوئینزلند استرالیا توسط حمید رضا رونق(استاد مشاور پایان نامه) و مهران زینلیان در حال انجام است که مدل های عددی پایان نامه حاضر با استفاده از مشخصات قاب های مورد بررسی در این پروژه انتخاب گردیده است و نتایج عددی تحقیق حاضر نیز با نتایج آزمایشگاهی پروژه مذکور مقایسه شده است. در تحلیل عددی با استفاده از نرم افزار المان محدود ansys قاب هایlsf مدل شده و حتی الامکان سعی شده تا مدل نرم افزاری با واقعیت و شرایط آزمایشگاه مطابقت داشته باشد. در این پایان نامه تعدادی قاب با اتصالات مفصلی و تعدادی با اتصالات صلب مدل شده و مورد تحلیل قرار گرفته است. آنچه از بررسی هر دو گروه از قابها مشاهده گردید، نشان دهنده آن است که روش های سنتی در مهاربندی قاب های فولادی سبک با بادبندهای k شکل به دلیل خرابی در اتصالات که از نوع خرابی ترد است، فاقد کارآیی لازم در عمل می باشد. لذا پس از بررسی ها و مطالعات دقیق به روش اجزاء محدود، با دقت رفتار اجزای تک تک قاب ها بررسی شده و نقاط ضعف تمامی اجزاء مشخص گردید و روشی کارآمد و قابل اجرا پیشنهاد گردید که عملکرد قاب ها را به صورت قابل توجه بهبود می بخشد. با توجه به اینکه بررسی تمامی پارامترهای موثر بر رفتار قاب ها در آزمایشگاه نیاز به صرف وقت و هزینه زیاد می باشد، بررسی پارامتریک را به روش المان محدود و بر قاب های صلب اعمال می گردد. بدین منظور تأثیر تغییر ضخامت اجزاء قاب، تغییر عرض و ارتفاع قاب و دیگر پارامترهای تأثیرگذار بر رفتار جانبی قاب صلب مورد بررسی قرار می گیرد. از دیگر پارامترهای مهم در ارزیابی رفتار قابها، ضریب رفتار میباشد. در تعیین ضریب کاهش مقاومت بر اثر شکل پذیری از روش نیومارک و هال و روش میراندا استفاده می شود و ضریب مقاومت افزون از آیین نامه nehrp استخراج می گردد.