بررسی عملکرد لرزه ای قاب های بتن‌آرمه بلندمرتبه با استفاده از میراگر فلزی تسلیمی TADAS

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آیت الله آملی، آمل، ایران.

2 کارشناسی ارشد مهندسی سازه، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آیت الله آملی، آمل، ایران.

3 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آیت الله آملی، آمل، ایران.

doi
10.22091/cer.2022.7893.1359
چکیده

تجربه زمین لرزه‌های گذشته نشان می‌دهد که بسیاری از ساختمان‌های قاب خمشی بتن‌آرمه موجود با ارتفاع متوسط و بلند، نیاز به ارزیابی لرزه‌ای و احتمالاً مقاوم‌سازی دارند. در این مطالعه، از میراگرهای تسلیم شونده فلزی TADAS برای بهسازی لرزه ای قاب‌های خمشی بتن‌آرمه استفاده شد. برای انجام پژوهش، ابتدا سه قاب بلندمرتبه بتن‌آرمه 12، 15 و 20 طبقه، تحت آیین نامه های قدیمی زلزله و بتن ایران طراحی شدند. کنترل سازه ها، نیاز به بهسازی لرزه ای در این مدل ها را نشان می داد. لذا با دو هدف بهسازی مبنا و بهسازی مطلوب، میراگرهای فلزی به سازه‌ها اضافه شدند و این میراگرها با روش طراحی پلاستیک مبتنی بر عملکرد طراحی گردیدند. سپس، با انتخاب یک مدل آزمایشگاهی معتبر و شبیه سازی آزمایش با یک مدل رفتاری دقیق از میراگر TADAS در نرم افزار OpenSees، راستی آزمایی انجام شد. در ادامه، با انجام تحلیل های دینامیکی و استاتیکی غیرخطی، رفتار لرزه ای سازه‌های بهسازی شده در دو سطح عملکرد ایمنی جانی و آستانه فروریزش ارزیابی گردید. نتایج نشان می‌دهد میراگر تسلیم شونده فلزی TADAS می تواند با کمترین تعداد دهانه های مهاربندی، مقاومت و سختی جانبی قاب های بتنی را در حد 30 تا 60 درصد افزایش دهد و ضمن یکنواخت نمودن توزیع بیشینه جابجایی نسبی طبقات در ارتفاع، باعث کاهش بیش از %60 آن شود. همچنین در اثر بهسازی، نسبت دوران (θ/θy) مفصل پلاستیک تشکیل‌شده در تیر و ستون بحرانی قاب ها به ازای سطوح خطر زلزله مختلف در حدود %70 کاهش می‌یابد.