ارزیابى ضریب رفتار سیستم هاى مهاربندى کمانش تاب بر اساس ارتفاع سازه

نویسندگان

1 دانشگاه علم و فرهنگ

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و فرهنگ، تهران، ایران

doi
10.22034/jss.2025.549633.1007
چکیده

در آیین‌نامه‌های ساختمانی موجود، هدف اصلی جلوگیری از فروریزش سازه‌ها حین وقوع زلزله‌های متعدد است؛ در عین‌حال به برخی از اجزای سازه‌ای و غیرسازه‌ای اجازۀ پذیرش خسارت و خرابی داده می‌شود. این خرابی کنترل‌شده، منتج به استهلاک انرژی قابل‌توجهی در سازه می‌شود که این مهم یکی از عوامل حفظ ایمنی جانی در حین وقوع زلزله می‌گردد. آیین‌نامه‌های طراحی سازه عمده ضوابط خود را برای تحلیل‌های خطی معادل مطرح کرده‌اند. توزیع نیروی پیشنهادشده توسط آیین‌نامه‌ها، مانند روش تحلیل استاتیکی معادل، منجربه طراحی سازه‌هایی با توزیع دریفت غیریکنواخت در طبقات می‌شود که می‌تواند منجربه تمرکز دریفت در طبقاتی خاص شود. بنابراین به‌دلیل پاسخ غیرارتجاعی سازه، تغییرشکل‌های ماندگار در اعضای سازه ایجاد می‌شود. مهاربند کمانش‌تاب با جذب قسمت عمدۀ انرژی ورودی زلزله، باعث تمرکز رفتار غیرارتجاعی در خود و جلوگیری از ورود اعضای اصلی سازه به مرحلۀ غیرخطی می‌شود. آیین‌نامه‌های متعدد مقادیر ثابتی را برای ضریب رفتار سیستم‌های سازه‌ای مختلف تعیین کرده‌اند، اما در پژوهش‌های مختلف نشان داده شده که درنظرگرفتن یک عدد ثابت برای  ضریب رفتار سازه‌ها که توسط آیین‌نامه‌ها توصیه شده، می‌تواند منجربه دست‌کم‌گرفتن دریفت طبقات و در نتیجه تقاضای کرنش محوری اضافی در مهاربندهای کمانش‌تاب شود و بروز تغییرشکل‌های ماندگار یا طبقۀ نرم شود. در این پژوهش مقدار ضریب رفتار برای پیکربندی قطری و شورون در سازه‌های 4، 8 و 12 طبقه با اتصال خمشی و مفصلی تیرهای قاب مهاربندی کمانش‌تاب مورد بررسی قرار گرفته‌ و ضریب رفتار این سیستم‌های سازه‌ای به‌صورت تابعی از ارتفاع سازه ارائه شده است. در پایان نیز قابلیت اعتماد سازه‌ها با ضریب رفتار محاسبه‌شده در این پژوهش در مقایسه با مدل‌های طراحی‌شده با ضریب رفتار استاندارد ۲۸۰۰ (ویرایش چهارم) مقایسه شد و مشخص شد با توجه به تغییرات ضریب رفتار در سازه‌های دارای مهاربندی کمانش‌تاب برای حالت‌های مختلف از عدد ۴ تا ۱۳، استفاده از عدد ثابت ۷ یا ۸ که توسط آیین‌نامۀ ایران و آمریکا توصیه شده دست‌کم برای سازه‌های ۸ طبقه و بالاتر مناسب نیست و احتمال خرابی این سازه‌ها در زلزله افزایش می‌یابد.