مقایسه رفتار لرزه ای ساختمان فولادی قاب خمشی بهسازی شده با مهاربند و ساختمان فولادی قاب خمشی بهسازی شده با جداساز لرزه ای با روش تحلیل دینامیکی غیر خطی افزایشی

در این مطالعه به بررسی رفتار قاب مقاو سازی شده خمشی با استفاده از دو روش اضافه نمودن مهاربندها و استفاده از جداگرهای لرزه ای پرداخت شده است. در همین راستا، یک قاب خمشی با کاربری بیمارستان در نظر گرفته شده و در مرحله اول رفتار قاب ها با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفته است. ابتدا، عملکرد قاب اولیه با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی و با در نظر گرفتن دو سطح خطر مورد ارزیابی قرار گرفته و با توجه به این که کاربری سازه یک بیمارستان می باشد هدف بهسازی این سازه کاربری بی وقفه در سطح خطر 1 و ایمنی جانی در سطح خطر 2 تعریف شده است.سپس مهاربندهایی به این سازه اضافه شده و این مهاربندها در هر جهت در دو قاب پیرامونی سازه و به صورت متقارن به سازه اضافه شده اند. در گام بعدی عملکرد این سازه نیز با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس سازه اولیه با اضافه نمودن جداگرهای لرزه ای در پای هر ستون مقاوم-سازی و ارزیابی عملکرد این قاب نیز با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی بررسی شده است. در مرحله بعدی رفتار قاب های سه گانه اولیه، مهاربندی شده و جداسازی شده لرزه ای با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی افزاینده مورد یررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، تحلیل های دینامیکی غیر خطی افزاینده به منظور مقایسه رفتار مدل های مورد بررسی تحت تحریک های لرزه ای صورت پذیرفت. در این تحلیل ها رکورد ثبت شده در یک امتداد با شدت های مختلف بر هر سه مدل مورد مطالعه اثر داده شدند. با ارزیابی سازه با استفاده از تحلیل های استاتیکی غیرخطی نتایج زیر حاصل شده است: • بعضی از تیرها و ستون های سازه اولیه در سطح خطر 1 معیارهای پذیرش را اقناع نکرده اند در حالی که در سطح خطر 2 نیز تیرهاو ستون ها جوابگو نبوده اند. • با اضافه نمودن مهاربندها سختی و مقاومت سازه به شدت افزایش می یابد که به محدود شدن تغییر مکان هدف در سازه می انجامد. با اضافه نمودن مهاربندها تقاضای لرزه ای روی تیرها کاهش می یابد و در عوض تقاضای زیادی روی مهاربندها به وجود می آید.این سازه در جابجایی هدف معیار های پذیرش را اغنا می کند ولی جابجایی فراتر از آن سبب افزایش نیروی محوری در ستون های کناری سازه می شود. در نتیجه ستون های طبقه اول در کنار مهاربند پاسخگو نبوده و باید تقویت شوند. • با اضافه نمودن جداگرهای لرزه ای در پای ستون سختی کلی سازه به شدت کاهش می یابد. این امر سبب افزایش تغییر مکان هدف در سازه می شود. با این حال با اضافه نمودن جداگرهای لرزه ای سازه ی فوقانی به صورت یک سازه نسبتا صلب عمل می کند در نتیجه گریز بین طبقات در این حالت نسبت به دو حالت پیش کاهش می یابد که این امر به بهبود رفتار اعضای قاب می انجامد.ضمنا تمامی معیار های پذیرش در سطوح خطر مورد بررسی اغنا گردیده اند. با انجام تحلیل های دینامیکی غیرخطی نتایج زیر حاصل شده است: • از آنجا که انتظار می رود مد غالب خرابی و فروریزی در قاب های متداول ساختمانی با گریز به وقوع پیوسته در طبقات آنها در ارتباط مستقیم باشد، لذا با مقاوم سازی ساختمان مورد بررسی در این مطالعه انتظار آن می رفت که این گریز ها محدود تر گردند. با استناد به نتایج به دست داده شده از تحلیل های یاد شده در این مطالعه این امر محقق گردید و گریز طبقات به نحو چشمگیری نسبت به حالت اولیه پیش از مقاوم سازی ساختمان کاسته گردید. در میان دو روش به کارگرفته شده به منظور مقاوم سازی سازه موجود، در مجموع، استفاده از جداسازها منجر به کاهش چشمگیرتر گریز طبقات گردید. • در بررسی نتایج تحلیل های دینامیکی غیر خطی نباید الگوی توزیع گریز در طبقات را نیز از نظر دور داشت چراکه توزیع گریز در طبقات به نوعی می تواند بیانگر توزیع احتمال خرابی در ارتفاع ساختمان و در میان طبقات مختلف آن باشد. در این مطالعه به بررسی الگوی گریز در طبقات مختلف با استفاده از نتایج به دست آمده از تحلیل های دینامیکی نیز پرداخته شده و با بررسی الگوی توزیع گریز طبقات در ارتفاع برای اعمال یک رکورد مورد استفاده در چند شدت خاص، روشن گردید که استفاده از جداساز های لرزه ای ضمن کاستن از مقدار گریز بیشینه در طبقات مختلف، الگوی یکنواخت تری نیز از این توزیع در ارتفاع ساختمان به دست می دهد. بنابر این از تحلیل های انجام شده در این تحقق می توان نتیجه گرفت، بهره گیری از جداساز های لرزه ای می تواند به کاستن از احتمال تمرکز خرابی در یک طبقه یا طبقاتی خاص کمک نماید.