بررسی عملکرد لرزه‌ای سیستم قاب خمشی فولادی با مقطع تیر کاهش‌یافته مجهز به دیوار برشی کامپوزیت فولادی با پوشش بتن مسلح الیافی توانمند HPFRCC

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قاین، ایران

2 دکتری تخصصی، دانشکده مهندسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

doi
10.22065/jsce.2023.376639.2995
چکیده

در این تحقیق، عملکرد لرزه‌ای سیستم قاب خمشی فولادی با مقطع تیر کاهش یافته (RBS) مجهز به دیوار برشی فولادی تقویت شده با بتن مسلح توانمند الیافی پایه سیمانی (HPFRCC) با استفاده از نرم افزار آباکوس مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مدل‌ اجزای محدود دیوار برشی کامپوزیت HPFRCC با استفاده از نتایج مطالعه آزمایشگاهی صحت‌سنجی شد. سپس، عملکرد لرزه‌ای قاب شش طبقه با دیواربرشی فولادی ساده و همچنین دیواربرشی کامپوزیت HPFRCC تحت زمین‌لرزه‌های گسل نزدیک و دور مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل از دو حالت (ظرفیت باربری، تنش، تغییر شکل و جذب انرژی) مورد مقایسه قرار گرفت. از 5 شتاب نگاشت حوزه نزدیک و همچنین 5 شتاب نگاشت دور از گسل استفاده شد. نتایج نشان داد که جذب انرژی و ظرفیت برشی سیستم قاب با دیواربرشی کامپوزیت HPFRCC نسبت به دیواربرشی فولادی ساده افزایش یافته، ولی مقادیر تنش بیشینه کاهش یافته‌اند. همچنین، عملکرد لرزه‌ای سیستم‌های مورد بررسی تا حد زیادی به رکورد زلزله وابسته است. با این وجود، در هر دو سازه مورد بررسی مقادیر برش پایه و تغییر مکان بیشینه تحت زمین‌لرزه‌های گسل نزدیک بیشتر از گسل دور بوده‌اند. برای هر دو دسته زلزله‌های گسل دور و نزدیک، تغییرمکان بیشینه در طبقات پایینی سازه SPSW رخ داده، ولی در سیستم قاب با دیواربرشی کامپوزیت، تغییرمکان عمده در طبقات فوقانی ایجاد شده است. بیشترین درصد افزایش ظرفیت برشی و جذب انرژی در زلزله‌های گسل نزدیک طبس (به ترتیب 75 و 128 درصد) و امپریال ولی (به ترتیب 94 و 101 درصد) بوده است. همچنین، بیشترین جابجایی در سیستم با دیواربرشی فولادی ساده و کامپوزیت به‌ترتیب تحت زلزله‌های گسل نزدیک نورثریج (cm 6/14) و طبس (cm 2/16) بوده است. زلزله چی‌چی نیز بیشترین اثر بر خرابی سازه تحت زلزله‌های گسل دور را به همراه داشته است.