بررسی عملکرد لرزه ای قاب بتنی با ستون های پیش تنیده

نیروی باد و زلزله باعث به وجود آمدن کشش و همچنین تنش کششی خمشی بزرگی در ستون ها می شود. با پیش تنیده کردن ستون ها تا حد زیادی می توان این کشش ها را خنثی کرد و از تمام ظرفیت سطح مقطع ستون بتنی استفاده کرد. استفاده از ستون های پیش تنیده در یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی سبب عملکرد شکل پذیر سازه می شود و جابه جایی لرزه ای را با بازگرداندن سازه به موقعیت اولیه قائم خود، بدون آسیب های قابل توجه حتی پس از لرزه های شدید کنترل می کند و سبب بهبود عملکرد سازه در حین لرزه و همچنین به حداقل رساندن خسارات می شود. از اهداف این پایان نامه می توان به بررسی عملکرد لرزه ای و تعیین ضریب رفتار با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی بارافزون قاب خمشی با ستون های بتن پیش تنیده اشاره نمود که به کمک نرم افزار اجزاء محدود abaqus صورت گرفته است؛ به همین منظور رفتار غیرخطی قاب خمشی با 5 حالت مختلف پیش تنیدگی0%، 20%، 40%، 60%و 80% در ستون ها که براساس درصدی از تنش تسلیم کابل پیش تنیده عنوان می شود، انتخاب شده اند. نتایج حاصل از تحلیل غیرخطی استاتیکی قاب ها نشان می دهد با افزایش پیش تنیدگی، ضریب رفتار قاب خمشی افزایش می یابد که به معنای افزایش مقاومت جانبی قاب در برابر بار زلزله و بهبود عملکرد لرزه ای می باشد. با افزایش میزان پیش تنیدگی ستون ها، مقاومت جانبی قاب افزایش می یابد، قاب در تغییر مکان جانبی بیشتری تسلیم می شود و همچنین سبب افزایش تغییرمکان نهایی قاب در نقطه گسیختگی می شود و قاب با پیش تنیدگی 80% دیریفت 3% و قاب با 60% پیش تنیدگی دیریفت 75/2% را تجربه می کند. هدف دیگر تعیین معیار پذیرش بر حسب نسبت های تغییرشکل ?/h برای ستون های بتن پیش تنیده با میزان پیش تنیدگی های مختلف توسط گزارش آسیب در سازه بر اساس شاخص های آسیب کششی و فشاری در بتن در آنالیز استاتیکی غیر خطی است. نتایج نشان می دهد معیار پذیرش سطح عملکرد استفاده بی وقفه در ستون بتنی پیش تنیده نسبت به ستون بتن آرمه به میزان بسیار زیادی افزایش یافته است و از مقدار 005/0 به مقدار 0107/0 و 0129/0 برای پیش تنیدگی60% و 80% رسیده است. همچنین معیار پذیرش سطح عملکرد آستانه فروریزش نیز در تغییرمکان های بزرگتری تأمین می شوند. این افزایش از مقدار 016/0 به مقدار 0288/0 در پیش تنیدگی 80%، مشاهده شده است. در این صورت طراح می تواند با تغییر نیروی پیش تنیدگی، سازه را به گونه ای طراحی کند که سطوح عملکرد سازه در تغییرمکان های بزرگی تامین شود.