مدل‌سازی اجزای محدود آسیب‌ لرزه‌ای رمپ پله فولادی با روش جداسازی ستونک فشاری

نویسندگان

1 گروه عمران،دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران

2 گروه عمران،دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران

3 گروه عمران،دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران

doi
10.22034/jss.2025.552448.1010
چکیده

پله‌ها به‌‌عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای غیرسازه‌ای، نقشی حیاتی در تخلیۀ ایمن ساکنان هنگام وقوع زلزله ایفا می‌کنند. بااین‌حال در طراحی‌های متداول، اغلب اندرکنش لرزه‌ای دستگاه پله با سازۀ اصلی نادیده گرفته ‌شده و این امر می‌تواند منجربه عملکرد آن به‌‌عنوان یک مهاربند ناخواسته، باعث تمرکز تنش و آسیب‌پذیری شود که درنهایت، مسیر خروج اضطراری را مسدود می‌سازد. این پژوهش با هدف بررسی آسیب لرزه‌ای رمپ پلۀ فولادی دوطرفه در سازۀ قاب خمشی بتن‌آرمه و ارزیابی کارایی دو روش متصل و جداسازی‌شده با ستونک فشاری برای حفظ عملکرد آن انجام شده است. بدین منظور، از روش تحلیل اجزای محدود در نرم‌افزار ABAQUS استفاده شد. یک قاب خمشی بتن‌آرمۀ یک‌طبقه در سه حالت مختلف مدل‌سازی شد. رفتار لرزه‌ای مدل‌ها با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی (Pushover) تحت تغییرمکان جانبی ۱۰ سانتی‌متری در دو راستای اصلی، موازی (محور X) و عمود (محور Z) بر امتداد پله، ارزیابی شد. همچنین تحلیل تاریخچه زمانی تحت رکوردهای تغییرمکانی به‌دست‌آمده از تحلیل یک مدل کلی سازه بر روی قاب پلۀ مدل‌سازی شده اعمال شده است. نتایج تحلیل‌ها نشان داد که رفتار لرزه‌ای سیستم به اندرکنش پله و سازه، به‌ویژه در راستای موازی با شمشیری‌ها وابسته است. در مدل‌ با پلۀ متصل، حداکثر 9% افزایش مقاومت و حداکثر 8% افزایش سختی مشاهده شد. این مشارکت در باربری جانبی منجربه تمرکز تنش و تشکیل مفاصل پلاستیک در نواحی بحرانی پله، مانند محل شکست شمشیری‌ها و اتصالات شد؛ اما آسیب‌ها به‌گونه‌ای نبود که موجب اختلال در قابلیت‌ بهره‌برداری دستگاه پله بشوند. بااین‌حال روش جداسازی با ستونک فشاری آسیب‌های کم‌تری را متحمل شده است. این روش‌ با جداکردن مؤثر دستگاه پله از حرکت جانبی قاب، از انتقال نیروهای مخرب به آن جلوگیری کرده و بخش‌های عمدۀ دستگاه پله و عناصر جداساز را در محدودۀ رفتار الاستیک حفظ نمودند.