بهبود عملکرد لرزه ای سازه های نامنظم بتنی مسلح با دیوارهای برشی پای مفصلی

در سال های اخیر، ارزیابی رفتار دیوارهای با عملکرد گهواره ای به عنوان یکی از راه های موثر مقاوم سازی ساختمان ها، مورد توجه محققین قرارگرفته است. این دیوارها، با کنترل مد تغییرشکل و خرابی سازه، کاهش مشارکت مدهای ارتعاشی بالاتر و بازتوزیع انرژی های ناشی از حرکات زمین لرزه به اعضای غیربحرانی یا سازه ای قابل تعویض، از تشکیل مکانیسم طبقه ی نرم در ساختمان جلوگیری به عمل می آورند. این تحقیق، رفتار لرزه ای ساختمان های بتنی مسلح نامنظم در ارتفاع را که با استفاده از دیوارهای با عملکرد گهواره ای به همراه کابل های پیش تنیده مقاوم سازی گردیده اند، ارزیابی نموده است. به این منظور، پس از بررسی انواع روش های مطالعه ی نامنظمی ها در متون فنی، دو مدل ساختمانی بتن مسلح 7 و 11 طبقه ی منظم در ارتفاع، پس از طراحی، به عنوان سازه ی مرجع انتخاب و با اعمال تغییراتی در مدل منظم، مدل های نامنظم با طبقه ی اول نرم و نامنظم در پلان طبقه ی اول ایجاد گردید. سپس دیوارها به روش ستون عریض و ساختمان ها به روش قاب معادل به صورت 3 بعدی شبیه سازی شد و تحلیل های پوش آور و تاریخچه زمانی بر روی آن ها انجام گرفت. پاسخ عملکردی تحلیل استاتیکی غیرخطی شامل منحنی های ظرفیت و نقاط عملکردی، قبل و بعد از مقاوم سازی به دست آمد. بررسی نتایج تحلیل ها نشان داد که دیوارهای با عملکرد گهواره ای در ساختمان های نامنظم در ارتفاع نیز همانند ساختمان های منظم باعث افزایش شکل پذیری و ظرفیت مقاومت در برابر نیروهای جانبی در سازه ی مقاوم سازی شده شوند. به علاوه، این دیوارها با یکنواخت نمودن تغییر شکل ها، دریفت میان طبقاتی، دوران طبقات و توزیع مناسب مفاصل پلاستیک، پتانسیل تشکیل طبقه ی نرم را در ساختمان ها کاهش می دهند. همچنین تحلیل دینامیکی غیرخطی مدل نامنظم با طبقه ی اول نرم در برابر 9 تحریک زلزله ای (شامل 3 دسته تحریک های قوی زلزله با محتوای فرکانسی متفاوت) نشان داد که مهم ترین مزیت این روش مقاوم سازی، آن است که علی رغم متغیر بودن حرکات زمین به لحاظ محتوای فرکانسی و شدت، پاسخ این دیوارها به دلیل کاهش اثر مشارکت مد های بالاتر ارتعاش همچنان یکنواخت بوده و علی رغم عدم به کارگیری دمپرهای مستهلک کننده ی انرژی، پاسخ های حداکثر و دریفت پسماند روند کاهشی داشته و چنان چه این دیوارها به خوبی در سازه های نیازمند مقاوم سازی طراحی شوند و از ادوات میراکننده ی انرژی وارده نیز برخوردار باشیم، این روش مقاوم سازی قادر خواهد بود هدف عملکردی تعریف شده در آئین نامه ها را تأمین نموده و از فروریختن سازه تحت انواع تحریکات زلزله، جلوگیری به عمل آورند.