طراحی لرزه ای ساختمان های فولادی قطری به روش تحلیل هزینه چرخه عمر

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای تخصصی عمران-سازه، دانشکده عمران معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده عمران معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استادیار، دانشکده عمران معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

doi
10.22065/jsce.2024.473965.3498
چکیده

تحلیل هزینه چرخه عمر و طراحی براساس عملکرد دو رویکرد مکمل در مهندسی سازه هستند که ارتباط نزدیکی با هم دارند. طراحی براساس عملکرد، اهداف و الزامات خاصی برای کارایی سازه‌ها تعیین می‌کند، که شامل مقاومت در برابر نیروهای مختلف و بهبود دوام و پایداری است. از سوی دیگر، تحلیل هزینه چرخه عمر، هزینه‌های کل طول عمر سازه را از مرحله ساخت تا پایان عمر آن ارزیابی می‌کند. با ترکیب این دو رویکرد، می‌توان به طراحی سازه‌هایی دست یافت که نه تنها الزامات عملکردی را برآورده می‌کنند بلکه از نظر اقتصادی نیز بهینه هستند. سیستم سازه‌ای قطری به دلیل ویژگی‌های زیباشناسی و ساختاری، جذابیت زیادی دارد.از آنجاییکه تحلیل هزینه چرخه عمر در طراحی سازه‌ها در تحقیقات مرتبط با سازه‌های قطری کمتر مورد بررسی قرار گرفته است، این مطالعه به بررسی طراحی لرزه‌ای سازه‌های فولادی با سیستم‌ سازه‌ای قطری و در نظر گرفتن هزینه چرخه عمر پرداخته است. وزن، دریفت، شتاب و نوع مقطع قطری در حالت‌های مختلف خسارت مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مدل‌سازی و تحلیل عددی با نرم‌افزار OPENSEES انجام شده و برای دستیابی به منحنی شکنندگی، تحلیل دینامیکی غیرخطی با ۲۲ جفت رکورد زلزله حوزه دور صورت گرفته است. و هزینه چرخه عمر محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهد که با تغییر مقطع اعضای قطری از W-section به HSS و افزایش وزن اندک سازه به طور متوسط ظرفیت فروریزش تا 2.37 برابر افزایش می‌یابد. همچنین نتایج تحلیل سازه براساس هزینه چرخه عمر نشان می‌دهد که هزینه اولیه بدست آمده برای سازه در سطح عملکرد مورد نظر بر اساس روش‌های تجویزی آیین نامه کمتر از مقدار واقعی هزینه مورد نیاز برای رسیدن به آن سطح عملکرد است. این تحقیق یک روش جامع و نوآورانه برای طراحی لرزه‌ای سازه‌های قطری ارائه می‌دهد که به‌طور همزمان شامل تحلیل هزینه چرخه عمر، انتخاب مقاطع بهینه و ارزیابی دقیق عملکرد سازه‌ای و اقتصادی می‌شود.