بررسی پاسخ لرزه ای قاب های خمشی پیش ساخته بتنی با اتصالات هیبرید

یکی ازسیستم های خمشی پیش ساخته بتنی که از طریق برنامه های تحقیقاتی درآمریکا (موسسه ملی استاندارد وتکنولوژی) ارائه شد، سیستم هیبرید است،که درآن ترکیبی از فولاد پس کشیده به صورت نچسبیده و میلگرد های معمولی به صورت چسبیده به کار می رود. علت نام گذاری کلمه هیبرید شاید به دلیل آرماتورگذاری هیبرید یا دوگانه در مقطع تیرها باشد. این سیستم با به کارگیری مزایای فولاد پس-کشیدگی و بتن پیش ساخته به عنوان یک سیستم خمشی مقاوم در برابر زلزله با قابلیت نصب آسان ارائه شده است. در این سیستم ابتدا ستون ها نصب می شود، پس از آن تیرهای قاب بر روی کربل های موقتی نصب می شود و سطح مشترک تیر با ستون با ملات پر می شود. فولاد پس کشیدگی بعد از آن درون غلاف مرکزی تیرها در سرتاسر دهانه قرارگرفته و پس کشیده شده و بوسیله مهارهای انتهایی قاب در جای خود مهارمی شود. میلگردهای خمشی، درون داکت هایی در بالا و پایین تیرها با عبور از ستون در جای خود قرار می گیرند. میلگردهای درون داکت ها با ملات به داکت می چسبند. صحت مفاهیم سیستم خمشی هیبرید به وسیله مجموعه ای از آزمایش ها در دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی مختلف درآمریکا تایید شده و عملکرد این سیستم تحت بارگذاری جانبی رفت و برگشتی خوب ارزیابی شده است. درحالی که این آزمایش ها موفقیت آمیز بودند، اما رفتار این سیستم تحت بار زلزله هنوزکاملاً بررسی نشده است. اطلاعات بیشتر درمورد رفتار این سیستم، هم به عنوان یک قاب کامل علاوه بر نمونه های در مقیاس کوچک، و هم تحت شرایط دینامیکی لازم وضروری است. چنین اطلاعاتی به وسیله آنالیزهای غیرخطی سازه بدست می آید. همچنین ضوابط وتوصیه های طراحی جامعی باید برای این سیستم گسترش داده شود. در این پایان نامه سعی شده است که پاسخ غیرخطی قاب های خمشی هیبرید مورد بررسی کامل قرارگیرد. افراد متعددی درمورد بررسی پاسخ قاب های خمشی هیبرید تحقیق کرده اند،که ازجمله معتبرترین کارها می توان به کار cheok وهمکاران درسال 1998وهمچنین rahman وsritharan دراواخرسال 2007 اشاره کرد. باید توجه داشت که درهردوتحقیق تاثیرپس کشیدگی برپاسخ غیرخطی درنظرگرفته نشده وقاب ها برای یک درصد ثابت مشارکت کابل پس کشیدگی درطبقات طراحی شده بودند. همچنین نوع مدل سازی سیستم خمشی هیبرید به خصوص درمورد تحقیق اول شامل فرضیات و نواقصی است که این امرخود به ابهامات نتایج حاصله می افزاید. دراین پایان نامه ابتدا منحنی رفتاری تیر پیش ساخته هیبرید بر مبنای روش آنالیز دوران ارائه شد و سپس دقت این منحنی برای یکی از نمونه های آزمایش شده درموسسه ملی استاندارد وتکنولوژی آمریکا مورد بررسی قرارگرفت. دقت مناسب روش آنالیز دوران نشان داد،که می توان ازمنحنی بدست آمده برای مدل سازی رفتاریکنوا وهمچنین رفتارچرخه ای تیرهای پیش ساخته هیبرید استفاده نمود. سپس تاثیرمشارکت کابل پس کشیدگی براجزای تشکیل دهنده پاسخ قاب خمشی هیبرید برای قاب های 4، 8، 12و16 طبقه ازطریق آنالیز استاتیکی غیرخطی به روش مودال برای سه درصد مشارکت پس کشیدگی 50 ،60 و70، مورد بررسی قرارگرفت و یک الگوی توزیع پس کشیدگی برمبنای جابجایی نسبی طبقات در ارتفاع سازه پیشنهاد شد. این الگوازطریق طراحی قاب های جدید با مدل سازی به کاررفته در ارزیابی ساختمان پنج طبقه پروژه presss برای سیستم هیبرید، مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج حاصل ازآنالیزدینامیکی غیرخطی، عملکرد مناسب قاب های خمشی هیبرید را درکلیه سطوح خطرمورد بررسی نشان داد وسیستم خمشی هیبرید برای کاربرد درمناطق با خطرزلزله خیزی زیاد با استفاده ازالگوی طراحی برمبنای توزیع پس کشیدگی درطبقات، بسیارمناسب ارزیابی شد.