ارزیابی لرزهای قاب خمشی فولادی متداول دارای نقایص طراحی و اجرایی؛ مطالعه موردی: استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیم پهن و نقص در اجرای جوش نفوذی کامل
نویسندگان
1 گروه سازه و زلزله، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
2 دانشگاه زنجان، زنجان
3 گروه مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان
4 دانشگاه زنجان، زنجان
doi
چکیده
سازههای فولادی اجرا شده در ایران بنابر دلایل گوناگون دارای خطاهای طراحی و اجرایی متعددی همچون استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیمپهن (2IPE) بهجای تک مقطع بالپهن (IPB)، وجود ترک در جوش، نقص در اجرای جوش نفوذی کامل و عدم قرارگیری ورقهای پیوستگی در جای صحیح میباشد که وجود این خطاها موجب افزایش آسیبپذیری در اینگونه قابها میشود. در این مطالعه، بهمنظور بررسی رفتار قابهای اجرا شده در ایران، دو نمونه قاب 3 و 5 طبقه موجود در نظر گرفته شده و احتمال خرابی و میزان خسارت متوسط سالیانه آنها با قاب آرمانی (ایدهآل) آییننامهای مقایسه شده است. بهمنظور تعیین رفتار غیرخطی قابها، در ابتدا تأثیر وجود نقص در اتصالات بر رفتار غیرخطی آنها با استفاده از نرمافزار اجزای محدود بررسی شده و سپس در ادامه با شبیهسازی رفتار غیرخطی قابهای اجرایی و قابهای آرمانی، رفتار احتمالاتی آنها در زلزلهها تعیین شده و منحنی شکنندگی قابها برآورد گردیده است. همچنین، احتمال خرابیهای مختلف و خسارت متوسط سالیانه آنها در تهران برآورد شده است. نتایج نشان میدهد در سازه 3 و 5 طبقه احتمال خرابی قاب اجرا شده بهترتیب 7/1 و 12/4 برابر قاب آرمانی بوده و خسارت متوسط سالیانه بهترتیب 762/1 و 36/2 برابر قابهای آرمانی میباشد. بر این اساس میتوان نتیجه گرفت که اولاً، قابلیت اعتماد سازههای دارای نقص، بسیار کمتر از قابهای آرمانی آییننامهای میباشد. ثانیاً، خسارات متوسط سالیانه قابهای اجرا شده دو برابر قابهای آرمانی است. ثالثاً، نقص اجرایی در سازههای با ارتفاع بیشتر، تأثیر فزایندهای بر افزایش احتمال خرابی و خسارات متوسط سالیانه قابها خواهد داشت. این نتایج نشاندهندهی این واقعیت است که به دلیل ضعف اجرایی، ایمنی سازههای اجرا شده در ایران بسیار کمتر از میزان مورد نظر در آییننامه است و با افزایش بلندی سازه، از میزان آن کاسته میشود. بدینمنظور پیشنهاد میشود استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیم پهن در ستونهای قاب خمشی محدود شده و یا تمهیدات ویژهای (مانند کاهش ضریب رفتار) برای آنها در نظر گرفته شود و نظارت کافی بر اجرای این سازهها اعمال گردد.