بررسی عملکرد لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی مجهز به اتصالات مرکزگرا

نویسندگان

1 دانشیار، مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی زلزله، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

3 پژوهشگر پسادکتری، مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

doi
10.48303/bese.2023.562293.1097
چکیده

اتصالات مرکزگرا در قاب‌های خمشی فولادی از دو مکانیسم بازگردانندگی و اتلاف انرژی استفاده می‌کنند. رفتار بازگردانندگی با استفاده از کابل‌های پیش‌تنیده تأمین می‌شود و جاذب‌های انرژی نقش اتلاف انرژی ورودی به سازه را بر عهده دارند. در این تحقیق، رفتار سازه‎های قاب خمشی فولادی 4 و 8 طبقه در دو حالت دارای اتصالات خمشی جوشی متداول و اتصالات مرکزگرا مورد مطالعه قرار گرفت. برای بررسی رفتار سازه‎ها، از تحلیل چرخه‌ای غیرخطی و تحلیل تاریخچه زمانی استفاده شد. در هر حالت، سیستم مرکزگرا به‌گونه‌ای طراحی شد که دارای مقاومت جانبی برابر با قاب خمشی متداول باشد. تحلیل‌ها به‌صورت دو بعدی و به کمک نرم‌افزار اجزای محدود OpenSeesPy انجام شد. به‌منظور انجام تحلیل‌های تاریخچه زمانی از 22 رکورد دور از گسل برگرفته از دستورالعمل FEMA P695 استفاده شد. نتایج حاکی از عملکرد بسیار مطلوب سازه خمشی مرکزگرا نسبت به سازه قاب خمشی متداول، به‌صورت کاهش بسیار زیاد جابه‌جایی نسبی ماندگار بود. میانگین کاهش جابه‌جایی نسبی ماندگار طبقات در سازه چهار و هشت طبقه به‌ترتیب برابر با 80 و  79 درصد بود. قابل‌توجه آنکه، مقادیر شتاب و جابه‌جایی‌های نسبی حداکثر طبقات میانی در ساز‌ه‌های قاب خمشی با اتصالات مرکزگرا نسبت به نوع دیگر متداول تفاوت چندانی نداشت.