ارزیابی عملکرد لرزه‌ای قاب‌های ترکیبی فولادی خمشی و مهاربندی واگرا با اتصالات مرکزگرای پس‌کشیده

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی

2 دانشگاه آزاد اسلامی

3 دانشیار گروه سازه، مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

doi
10.22034/jss.2025.227041
چکیده

قاب‌های خمشی فولادی ویژه به‌دلیل شکل‌پذیری مناسب، کاربرد گسترده‌ای در سازه‌های مقاوم در برابر زلزله دارند؛ اما پس از زلزله‌های شدید، معمولاً دچار جابه‌جایی پسماند زیادی می‌شوند. در مقابل، سیستم‌های مرکزگرای پس‌کشیده که با استفاده از کابل‌های فولادی پیش‌تنیده طراحی می‌شوند، با ایجاد نیروی بازگرداننده، توانایی بازگرداندن سازه به حالت اولیه را دارند. بااین‌حال، این سیستم‌ها به‌دلیل رفتار ارتجاعی اجزا، ظرفیت اتلاف انرژی پایینی دارند و ممکن است در برابر زلزله‌های شدید، دریفت‌های قابل‌توجهی تجربه کنند. در این پژوهش، برای بهره‌گیری از مزایای دو سیستم سازه‌ای، چند پیکربندی ترکیبی به‌صورت عددی بررسی شده‌اند. این پیکربندی‌ها شامل قاب خمشی ویژه، قاب مهاربندی واگرا و قاب مرکزگرای پس‌کشیده هستند. 12 مدل قاب فولادی سه‌ دهانه و یک‌طبقه با استفاده از نرم‌افزار آباکوس تحت بارگذاری چرخه‌ای تحلیل شدند. نوآوری پژوهش در طراحی یک سیستم ترکیبی جدید با عملکرد لرزه‌ای متعادل، سختی جانبی مطلوب و کاهش جابه‌جایی پسماند است. نتایج نشان داد ترکیب قاب خمشی با سیستم مرکزگرا، جابه‌جایی پسماند را تا حدود 35% کاهش می‌دهد. همچنین، کاهش نیروی پیش‌تنیدگی کابل‌ها، موجب افزایش 5/2 برابری نسبت میرایی معادل شد. ترکیب قاب مهاربندی واگرا با قاب مرکزگرا نیز نسبت میرایی معادل را تا 6% در دریفت 2% افزایش داد.