ارزیابی روش طراحی مستقیم قاب های فولادی واگرا بر مبنای تغییر مکان

روش طراحی مستقیم برمبنای تغییرمکان یکی از روش های طراحی لرزه ای بر مبنای عملکرد می باشد که در دو دهه ی گذشته برای طراحی قاب های بتن آرمه، دیوارهای برشی و پل ها پیشنهاد و توسعه یافته است. در این روش، رفتار یک سیستم چند درجه آزادی توسط یک سازه یک درجه آزادی معادل جایگزین تقریب زده میشود. این سازه یک درجه آزاد دارای یک سختی سکانتی معادل در حداکثر تغییرمکان پاسخ و یک میرایی ویسکوز معادل میباشد. با معلوم بودن تغییرمکان طراحی هدف و شکلپذیری نظیر آن، سختی موثر سازه یک درجه آزاد در تغییرمکان حداکثر و سپس برش پایه طراحی محاسبه شده و در ارتفاع سازه چند درجه آزادی موردنظر توزیع میگردد. با وجود مطالعات متعدد انجام شده در مورد این روش برای انواع سازه ها، تا کنون تنها یک روش جامع برای سازه های فولادی با مهاربندی واگرا با تیر پیوند کوتاه در ادبیات فنی ارائه شده است. هدف از این مطالعه، ارزیابی روش طراحی مستقیم بر مبنای تغییرمکان برای قاب های واگرا با انواع تیر پیوند کوتاه، متوسط و بلند می باشد. برای این منظور در این مطالعه دوازده قاب مهاربندی شده واگرا با تعداد طبقات 3، 5، 9 و 12 طبقه با انواع عملکرد تیرهای پیوند با استفاده از روش طراحی مستقیم بر مبنای تغییرمکان طراحی شده اند. برای بررسی رفتار لرزهای قابهای واگرای موردنظر، ابتدا لازم است تا رفتار چرخهای غیرخطی تیرهای پیوند به نحو مناسبی مدل گردد. برای این منظور، در این مطالعه از مدل ماکروی پیشنهادی ریچاردز برای شبیهسازی رفتار غیرخطی تعدادی از تیرهای پیوند آزمایش شده موجود در ادبیات فنی استفاده میشود. پس از اعتبار سنجی روش مدل سازی المان محدود، رفتار لرزه ای دوازده قاب واگرای مورد بررسی در این مطالعه تحت تحلیلهای تاریخچه زمانی و استاتیکی غیرخطی با استفاده از نرم افزار opensees ارزیابی می گردد. برای توصیف رفتار غیرخطی اجزای قاب از مدل پلاستیسیته گسترده با المان های رشته ای و به منظور تحلیل دینامیکی غیرخطی قاب ها از 7 جفت رکورد زلزله متناسب با ساختگاه مورد نظر استفاده می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که روش طراحی مستقیم قاب های فولادی واگرا تخمین مناسبی از تغییرمکان نیاز غیرخطی این قاب ها به منظور رسیدن به سطح عملکرد مورد نظر ارائه می دهد. همچنین، مقدار ضریب اضافه مقاومت حاصل از طراحی برای قابهای واگرای مورد بررسی با تیرهای پیوند کوتاه، متوسط و بلند به ترتیب برابر با 1/54، 1/37 و 1/26 به دست آمد.