برآورد ریسک قاب خمشی فولادی با وجود نقص در اتصال

در زلزله های اخیر بخش اعظم خسارات وارد بر سازه ها مربوط به عملکرد نادرست اتصالات بوده که این امر از اجرای نادرست آن ها در حین ساخت ناشی می شود. این بحث به ویژه در سازه های فولادی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. بدین منظور بررسی میزان آسیب پذیری این سازه ها از ناحیه اتصالات و تعیین نوع خرابی در آنها و همچنین برنامه ریزی برای بهسازی آن ها از مباحثی هستند که می بایست در آیین نامه های طراحی موجود از جایگاه ویژه ای برخوردار باشند. باتوجه به اینکه عمده اتصالات به کار رفته در سازه های فولادی در ایران از نوع جوشی بوده، بررسی کفایت جوش از لحاظ وجود ترک و ناپیوستگی و مناسب بودن عملکرد آن در حین بهره برداری اهمیت بالایی پیدا می کند. به همین منظور در این تحقیق، عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی با اتصالات جوشی در دوحالت اتصالات بدون عیب و دارای نقص مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، خطرپذیری لرزه ای دو مدل قاب خمشی فولادی با اتصال جوشی، اولی با مقاطع و اتصالات ایده آل و دیگری با مقاطع و اتصالات اجرایی دارای نقایص اجرایی، هرکدام با تعداد طبقات 3 و 5 طبقه مورد بررسی قرار گرفته است. این قاب ها تحت زلزله های حوزه دور و نزدیک، پالس گونه و غیر پالس گونه، قرار گرفته اند. بدین منظور ابتدا هرکدام از قاب ها بر اساس ویرایش سوم آیین نامه 2800 برای پهنه با خطر نسبی خیلی زیاد و خاک نوع 2 توسط نرم افزار etabs طراحی شده اند و در ادامه رفتار دقیق چرخه ای اتصالات تیر به ستون مذکور توسط نرم افزار اجزای محدود آباکوس برآورد شده است. سپس با استفاده از نتایج حاصل از این تحلیل اقدام به مدل سازی قاب های مذکور با استفاده از نرم افزار اپنسیس شده است و با انجام تحلیل های دینامیکی افزاینده بر روی این قاب ها، منحنی های شکنندگی قاب ها، برآورد شده است. سپس 5 شهر که بر مبنای آیین نامه ایران جزء پهنه با خطر نسبی خیلی زیاد محسوب می شوند انتخاب شده و با استفاده از منحنی خطر موجود برای این شهرها خطرپذیری لرزه ای این قاب ها در این شهرها محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در تمامی حوزه های مورد بحث، احتمال خرابی قاب های 3 و 5 طبقه ساخته شده با اتصالات ایده آل نسبت به قاب های مشابه ساخته شده با اتصالات اجرایی دارای نقص، کمتر است. همچنین از نمودارهای لنگر-دوران می توان فهمید که شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی در اتصالات ایده آل بیشتر از اتصالات دارای نقص می باشد. این رفتار در اتصالات ایده آل با افزایش ارتفاع بیشتر مشاهده می شود. با مقایسه میانگین فرکانس سالیانه شهرهای مورد مطالعه مشاهده شد که قاب های 3 طبقه ایده آل و اجرایی دارای نقص، دارای خطرپذیری لرزه ای بیشتری نسبت به قاب های 5 طبقه نظیر خود می باشند. درمیان شهرهای مورد مطالعه، رودبار کم خطرترین و تبریز خطرپذیرترین شهر است.