مقایسه روش های طراحی لرزه ای نیرویی، تغییرمکانی و مرکب برای قاب های خمشی فولادی

در طراحی لرزه ای سازه ها هم اکنون از دو روش نیرویی و تغییرمکانی در آیین نامه های رایج سراسر جهان استفاده می شود. حدود یک صد سال از ظهور روش سنتی طراحی لرزه ای بر اساس نیرو که تقریباً اساس همه آیین نامه های طراحی لرزه ای موجود را تشکیل می دهد، می گذرد. این در حالی است که روش طراحی لرزه ای بر اساس تغییرمکان یک روش نسبتاً جدید بوده که در دهه هفتاد میلادی برای اولین بار مطرح شد و در حال حاضر در اغلب دستورالعمل های ارزیابی و بهسازی لرزه ای معرفی شده است. اخیراً محققان روش سومی با نام روش طراحی لرزه ای مرکب معرفی کرده اند که از ترکیب بهترین اجزای دو روش نیرویی و تغییرمکانی تشکیل شده است. در روش نیرویی هدف از طراحی، تأمین مقاومت لازم برای مقابله با نیروهای وارد بر سازه بوده و این در شرایطی است که در روش تغییرمکانی، تأمین سطح عملکرد مورد نیاز سازه مبنای طراحی را تشکیل می دهد. چنان چه طراحی سازه برای یکی از عامل های مقاومت یا عملکرد انجام پذیرد این امکان وجود دارد که آن سازه جواب گوی عامل دیگر نباشد. در روش طراحی لرزه ای مرکب این امکان فراهم می شود که با تعیین دقیق تر پاسخ های لرزه ای، سازه بر اساس هر دو عامل مذکور طراحی شود. هدف از این تحقیق، ابتدا آشنایی با تاریخچه، اصول و مبانی سه روش مذکور و سپس معرفی یک روش مرکب جدید با نام روش ضریب رفتار اصلاح شده است. روش مرکب پیشنهادی از ترکیب روش نیرویی استاندارد 2800 و روش تغییرمکانی نشریه 360 به دست آمده و از مهم ترین ویژگی های این روش می توان به سادگی و دقت آن اشاره کرد. در ادامه سه قاب خمشی فولادی دوبعدی سه دهانه با تعداد طبقات 3، 5 و 7 به روش های مختلف، طراحی شده و پاسخ های حاصل مورد مقایسه قرار گرفته اند. بررسی نتایج نشان می دهد که در روش مرکب ضریب رفتار اصلاح شده، برش پایه طراحی با دقت بیشتری تعیین شده و مقاطع اختصاص یافته به اعضای سازه در این روش، حداقل در قاب های مورد بررسی، در مقایسه با سایر روش ها اقتصادی تر هستند. هم چنین توانایی سازه در تحمل تغییرمکان غیرارتجاعی بام بزرگ تر، از دیگر مزایای طراحی لرزه ای به روش پیشنهادی است.