بررسی آسیب پذیری و تعیین ضریب رفتار سیستمهای مهربندیebfهفتی و هشتی توام

1-1- مقدمه کشور ما ایران، در محدوده زلزله خیز کره زمین قرار دارد. تجربه زلزله های اخیر نشان داده است که اهمیت طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله کمتر از بارهای ثقلی نیست. از این رو پیش بینی تمهیدات لازم برای ایجاد ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله در سالهای اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله، دو پارامتر مختلف میباید به طور جداگانه مد نظر قرار گیرند. اول آنکه تحت زلزله های ضعیف یا متوسط، سازه باید به اندازه کافی سختی داشته باشدتا تغییر مکان جانبی به حداقل برسد و خرابی در اعضای غیر سازه ای به وجود نیاید. دیگر عامل مهم، پایداری و مقاومت کلی سازه تحت زلزله های شدید است طراحی لرزه ای سازه باید به گونه ای انجام شود که دو معیار اساسی تامین شود. معیار اول این است که سازه باید سختی کافی داشته باشد تا تغییر مکانهای اعضا غیر سازه ای آن تحت اثر زلزله های خفیف از مقدار مجاز تجاوز نکند. بار تامین معیار دوم سازه باید داری شکل پذیری کافی باشد تا تحت اضافه بار ناشی از زلزله های شدید فرو نریزد.[4] به عبارت دیگر در هنگام وقوع زلزله ای شدید با احتمال وقوع اندک ، سازه باید از فروریزی ایمن باشد یا طراحی سازه بصورتی که قادر باشد بارهای اضافی ناشی از چنین زلزله ای را با عملکرد غیر ارتجاعی تحمل کند، میتوان از ایمنی آن اطمینان حاصل کرد. برخی از خرابی های سازه ای تحت این نوع زلزله ها قابل قبول خواهد بود[3] برای تامین نیازمندیها، سازه باید قادر باشد مقدار زیادی انرژی را با تغییر شکل غیر ارتجاعی تلف کند. عموما سیستم های سازه ای که حلقه های هیستریک پایدار دارند تحت بارگذاری چرخه ای غیر ارتجاعی شدید ناشی از زلزله های بزرگ بهتر عمل می کنند.[2] در گذشته قابهای خمشی و قابهای مهار شده همگرا، سیستمهای معمول سازه ای بودند که برای طراحی لرزه ای سازه های فولادی به کار برده میشدند. با این وجود، هیچکدام از این سیستمهای مقاوم نمیتوانند به طور اقتصادی در برابر جانبی، نیازمندیهای لرزه ای سازه یعنی سختی و شکل پذیری را به طور همزمان تامین کنند.[4] سیستمهای قاب خمشی معمولا ظرفیت اتلاف انرژی کافی برای تامین شکل پذیری مورد نیاز را دارا هستند . با این وجود برای تامین شرط جابجایی مجاز ، این سیستم ها نیازمند استفاده از اعضایی با اندازه بزرگ و صفحات تقویتی پرهزینه برای نواحی پانلی میباشند که باعث غیر اقتصادی شدن سیستم قاب خمشی خواهد بود. برخلاف سیستم قاب خمشی، سیستمهای قاب مهار شده همگرا با استفاده از عملکرد خرپایی قادرند تغییر مکانها را به طور اقتصادی در محدوده مجاز باقی نگه دارند ولی برای اتلاف انرژی ناشی از زلزله، مکانیزم پایداری ندارند.[4] پوپوف و همکارانش در اواسط دهه 70 سیستم مقاوم جانبی واگرا را در دانشگاه کالیفرنیا ابداع کردند که میتواند به طور اقتصادی هر دو معیار طراحی لرزه ای سازه ها را ارضا کند. این نوع سیستم مقاوم در برابر نیروی جانبی هم خصوصیت اتلاف انرژی سیستمهای قاب خمشی و هم سختی مناسب قابهای مهار شده همگرا را همزمان داراست که از نظر اقتصادی بسیار مطلوب میباشد. این سیستم همچنیبن امکان ایجاد باز شو در سازه را فراهم میکند که از نظر معماری بسیار مطلوب خواهد بود. استفاده از قاب مهار شده واگرا به عنوان سیستم مقاوم جانبی اولین بار در اوایل دهه 80 درکالیفرنیا متداول شد