تحلیل احتمالاتی فروریزش در ساختمان های فولادی دارای قاب خمشی طراحی شده برای شهر تهران

با توجه به اهمیت مطالعه پدیده زلزله و لزوم پیشگیری از پیامدهای ناگوار آن، در سالیان اخیر روش های ارزیابی لرزه ای سازه ها، توسعه و تعمیق بیشتری یافته است. این تحول در دهه گذشته همراه با تلفیق مباحث لرزه ای و حوزه احتمالات، به عرضه نسل جدید مهندسی زلزله مبتنی بر عملکرد و ارائه یک متودولوژی جدید توسط موسسه peer انجامیده است؛ روشی که در آن، عملکرد نهایی سازه از طریق چهار مرحله تحلیل احتمالاتی، شامل تحلیل خطر لرزه ای، تحلیل سازه، تحلیل خسارت و تحلیل تلفات براورد می گردد. نتایج نهایی این متودولوژی، در قالب هایی همچون تلفات مالی، جانی و زمانی مورد انتظار ارائه می شود که بویژه برای ذینفعان صنعت ساخت و ساز حائز اهمیت است. هدف از انجام این پژوهش، بکارگیری متودولوژی اشاره شده برای انجام یک ارزیابی احتمالاتی جهت تعیین احتمال فروریزش تعدادی قاب طراحی شده بر اساس آئین نامه های ایران است. برای این منظور 12 نوع قاب خمشی فولادی دو بعدی (حاصل ترکیب سه حالت 4، 8 و 12 طبقه، دو سایت با خاک های نوع ii و iii و دو سیستم سازه ای متوسط و ویژه) انتخاب و در نرم افزار opensees مدل شده است. در گام نخست نتایج تحلیل خطر لرزه ای احتمالاتی برای دو ساختگاه انتخابی در شهر تهران بر اساس گزارش های تحلیل خطر لرزه ای موجود بدست آمده که شامل تعیین منحنی های خطر لرزه ای و طیف های خطر یکنواخت برای 4 سطح خطر با دوره های بازگشت 75، 475، 975 و 2475 ساله می باشد. سپس با تولید ظرف های رکورد بیست تایی برای هر ساختگاه در 4 سطح خطر فوق و انجام تحلیل دینامیکی افزایشی (ida)، منحنی های شکنندگی فروریزش رسم شده است. در ادامه با استفاده از روش تخمین میانگین و روند ذکر شده در fema-p695، عدم قطعیت لرزه ای (رکورد به رکورد) موجود در توابع شکنندگی حاصله با انواع دیگر عدم قطعیت ها ترکیب و توابع شکنندگی فروریزش نهایی استخراج شده است. در مرحله پایانی این پژوهش، احتمال سالیانه فروریزش برای قاب های مورد مطالعه با بکارگیری چهارچوب احتمالاتی مورد بحث و حل عددی فرم ساده شده ای از معادله اساسی peer تعیین شده است. نتایج نهایی پژوهش حاکی از آن است که احتمال فروریزش در 50 سال عمر مفید برای قاب های 4، 8 و 12 طبقه بطور متوسط به ترتیب برابر با 8/3 ، 7/2 و 6/1 درصد می باشد. همچنین می توان اظهار داشت که فروریزش در شرایط یکسان برای قاب های دارای سیستم خمشی متوسط نسبت به سیستم ویژه محتمل تر است.