بررسی پتانسیل ایجاد طبقه ضعیف بر اثر گسیختگی مهاربندهای قابهای دوگانه فولادی

گسترش روزافزون سازه های فولادی بنابه دلایل گوناگون از جمله سرعت و سهولت اجرای این سازه ها نیاز به شناخت دقیق رفتار آنها را بیشتر می کند. شناخت دقیق رفتار سازه ها و پدیده هایی که رخداد آنها محتمل است ما را در جهت آگاهی از عملکرد سازه حین وقوع زلزله یاری میکند. از جمله این پدیده ها میتوان به خستگی کم دوره و کمانش کلی در بادبندیها اشاره کرد. همانگونه که میدانیم چون پاسخ لرزه ای و عملکرد سازه بادبندی شده هم محور بسیار به رفتارهای المانهای بادبندی وابسته می باشد، نقطه شروع منطقی برای هرگونه تلاش در جهت ارزیابی عملکرد، تصحیح و بهبود توانایی مدل عددی است تا رفتار هیسترتیک اعضای بادبندی را که ممکن است تسلیم شوند، کمانش کنند یا تحت زلزله های سنگین گسیخته شوند را شبیه سازی کنند. در تحقیق حاضر قصد بر آن است تا تشکیل طبقه نرم در سازه های فولادی با سیستم باربر جانبی دوگانه را در صورت گسیختگی بادبندیها بررسی کنیم لذا سازهای 15 و 25 طبقه فولادی متقارن با سیستم باربر جانبی دوگانه که که در هر طرف دارای سه دهانه با بارگذاری شطرنجی می باشد مورد بررسی قرار گرفت. سازه های مورد بررسی بر اساس آیین نامه 2800 و مقررات ملی ساختمان مبحث دهم طراحی گردید. دو اثر خستگی کم دوره و کمانش کلی در بادبندیها مدل شدند و قابهای مذکور تحت شتابنگاشتهای سه زلزله ال‍‍سنترو، نورتریج و لوما پریتا که بر اساس آیین نامه 2800 با سطوح خطر dbe و mce مقیاس شده بودند قرار گرفته و تحلیل دینامیکی غیرخطی دوبعدی با استفاده از نرم افزار کد باز opensees بر روی آنها انجام گردید. پس از تحلیل سازه ها مشاهده گردید که هر دو اثر کمانش کلی و خستگی کم دوره در بادبندیها رخ داده و در برخی طبقات موجب دریفتهای بالا و در نتیجه خسارات و خرابیهای قابل توجهی در سازه گردید که این خرابیها در سطوح خطر بالاتر موجب خسارات شدیدتری شده و حتی در طبقات بالایی و پایینی سازه موجب فروریزش سازه میگردد ضمن آنکه فقط با مدل کردن اثر کمانش کلی بادبند نیز سازه در برخی طبقات متحمل دریفتهای به مراتب بیشتر از مقادیر مجاز آیین نامه ای شد. لازم بذکر است دریفت سازه ها در طبقات میانی در محدوده مجاز آیین نامه ای باقی میمانند. نیروی زلزله در طبقات نیز بصورت یکنواخت توزیع میگردد که بیانگر وجود طبقه نرم و ضعیف در سازه میباشد خصوصاً در سازه 25 طبقه این نکته به آسانی قابل مشاهده میباشد. . مقادیر حداکثر برش طبقه، نیروی طبقه، شتاب و سرعت طبقات پیش و پس از وقوع پدیده خستگی کم دوره تغییر قابل توجهی نخواهد داشت. با توجه به نتایج بدست آمده به نظر میرسد طراحی قابهای خمشی برای 25 درصد نیروی زلزله در سیستم باربر جانبی مقدار مناسبی نبوده و لازم است این مقدار مورد بازبینی قرار گیرد اگرچه در طبقات میانی عملکرد سیستم دوگانه بسیار مناسب است اما در طبقات بالایی و پایینی، قاب خمشی در صورت گسیختگی بادبندیها قادر به کنترل دریفت طبقه نمیباشد.