بررسی رفتار دینامیکی اعضاء و اتصالات قاب خمشی فولادی ویژه در ساختمان های بلند در حوزه نزدیک گسل با استفاده از روش طراحی بر اساس عملکرد

بررسی حرکات نیرومند زمین و تاثیر آن ها بر عملکرد سازه ها موضوع مهمی است که امروزه در زلزله شناسی و مهندسی زلزله مطرح می باشد و ضرورت دارد خصوصیات زمین لرزه های حوزه نزدیک و تاثیر آن ها بر پاسخ سازه ها و ساختمان ها مورد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش ضرورت بررسی ویژگی های زلزله های حوزه نزدیک بیان شد و مشخص شد که این نوع زلزله ها بدلیل وجود حرکات پرتابی و رفتار پالس گونه در تاریخجه های زمانی نشان، دارای اثرات خاصی روی سازه ها هستند. این اثرات بصورت افزایش برش پایه، افزایش اثر -p، افزایش تغییر مکان طبقات و بام و ... در پاسخ سازه ها مشاهده می شود. این امر خصوصا در مورد سازه ها و ساختمان های با پریدهای نوسانی بلند، بدلیل نزدیکی پرید نوسانی این سازه ها با پرید حرکتی زمین لرزه های حوزه نزدیک ملموس تر می باشد. همچنین مفاهیم طراحی بر اساس عملکرد و ضرورت طرح و بررسی رفتار سازه ها بر اساس عملکرد شرح داده شد. بدلیل آنکه تغییر شکل های بزرگ در اعضاء و سازه ها تحت اثر زمین لزره های حوزه نزدیک مشاهده می شود، رفتار اعضاء در محدوده غیر خطی پیشروی زیاد دارد و در این محدوده تغییرات نیرو در اعضاء و اتصالات اندک است در حالی که تغییر شکل های بزرگ مشاهده می شود. از این رو معیار مناسب که بتواند رفتار اعضاء را بصورت صحیح تر بیان کند کنترل تغییر مکان و دوران های اعضاء می باشد. در ادامه مفاهیم مربوط به قاب های خمشی بیان شد و ضوابط موجود در آیین نامه های ایران به جهت طراحی قاب های خمشی با شکل پذیری های مختلف بررسی شد. به منظور بررسی اثرات زمین لرزه های حوزه نزدیک روی قاب های خمشی، خصوصا قاب های خمشی ویژه و بررسی پارامترهای عملکردی قاب های خمشی، مدل هایی با ارتفاع وشکل پذیری های مختلف طرح شدند. پارامترهای عملکردی قاب های طرح شده شامل منحنی ظرفیت، نقطه عملکرد، مکانیزم تشکیل مفاصل، سطوح عملکردی سازه ای و ظرفیت دورانی اتصالات (منحنی های m-o ) توسط آنالیز استاتیکی غیر خطی (pushover) به دست آمدند. به جهت بررسی رفتار قاب های خمشی تحت اثر زمین لرزه های حوزه نزدیک، زمین لرزه ها در سه گروه زمین لرزه های حوزه نزدیک گسل با پالس سرعت و تغییر مکان، زمین لرزه های نزدیک گسل بدون پالس سرعت و تغییر مکان و زمین لرزه ای حوزه دور از گسل انتخاب شدند و پارامترهای رفتاری آن ها ارایه شده است. تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی برای مدل های طرح شده تحت اثر زلزله های انتخابی انجام شد. تحلیل های انجام شده بیان گر این نکته می باشند که هر چند که قاب های خمشی ویژه با در نظر گرفتن ضوابط خاص در طرح اتصالات و اعضاء رفتار مناسب تری را تحت اثر زمین لرزه های حوزه دور و یا حتی حوزه نزدیک بدون پالس سرعت در فرایند استهلاک انرژی و کاهش نیروهای لرزه ای انجام می دهند، اما تحت اثر زمین لرزه های حوزه نزدیک با پالس سرعت و تغییر مکان بهتر آن است که با افزایش ظرفیت مقاطع و اتصالات امکان ایجاد تغییر شکل های بزرگ را از اعضاء و اتصالات بگیریم. این امر خصوصا در مورد سازه های بلند که زمین لرزه های حوزه نزدیک اثرات پیشتری روی آن ها دارند اهمیت بیشتری پیدا می کند. بنابر این در این موارد بهتر است با اضافه کردن ضرایبی خاص زمین لرزه های حوزه نزدیک گسل، میزان برش پایه محاسباتی به جهت طراحی قاب های خمشی ویژه را افزایش داده و ضمنا ضوابط خاص طراحی قاب های خمشی ویژه نیز مد نظر قرار گیرد.