یک روش طراحی کاربردی مبتنی بر سطح عملکرد برای بهسازی لرزه‌ای سازه‌های بتنی بلندمرتبه مجهز به دیوار برشی فولادی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی اشراق، بجنورد، ایران

2 مهندسی عمران (ژئوتکنیک)، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شوشتر، شوشتر، ایران

4 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی خوی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

doi
10.22065/jsce.2024.465522.3453
چکیده

استفاده از سیستم دیوار برشی فولادی (SSW) برای بهسازی عملکرد سازه‌های فولادی بسیار مرسوم است؛ با این حال استفاده از این سیستم برای تقویت سازه‌های بتنی چندان مورد توجه قرار نگرفته است. هدف از مقاله حاضر، ارائه یک روش کاربردی مبتنی بر سطح عملکرد برای بهسازی لرزه‌ای قاب‌های بتنی خمشی بلندمرتبه مجهز به SSW می‌باشد. بدین منظور، ابتدا قاب‌های بتنی 15، 20 و 25 طبقه در دو حالت مبنا و بهسازی شده با SSW در نرم‌افزار ETABS مد‌لسازی گردید. پس از طراحی اولیه قاب‌ها و فراخوانی آن‌ها در نرم‌افزار Opensees، رفتار لرزه‌ای آن‌ها با انجام تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی تحت اثر زلزله ارزیابی شد. توزیع جابجایی نسبی (دریفت) و نیروی برشی میان‌طبقه‌ای قاب‌ها در دو حالت مذکور و در سطوح عملکرد ایمنی جانی (LS) و آستانه فروریزش (CP) مطابق با محدودیت‌های آئین‌نامه‌ای بررسی شد. نتایج نشان داد که روش بهسازی لرزه‌ای پیشنهادی برای قاب‌های بتنی، با افزایش مقاومت و سختی جانبی، علاوه بر یکنواخت نمودن توزیع جابجایی نسبی (دریفت) در راستای ارتفاع سازه، قادر به کاهش قابل توجه بیشینه دریفت میان‌طبقه‌ای (بیش از 60%) می‌باشد. همچنین ظرفیت برشی میان‌طبقه‌ای برای قاب‌های بهسازی شده درحدود 20% تا 30% در سطوح عملکرد مختلف افزایش یافت. به‌عنوان یک نتیجه کلی مشخص شد که قاب‌های بتنی بلندمرتبه در حالت مبنا به‌دلیل نداشتن یک سیستم مقاوم باربر جانبی، قادر به جذب نیروهای افقی زلزله نمی‌باشند. ازاین‌رو حداکثر ظرفیت پلاستیک قاب‌ها برای مستهلک نمودن انرژی ورودی بسیج نمی‌گردد. این در حالی است که بهسازی SSW، توزیع غیریکنواخت دریفت و نیروی برشی میان‌طبقه‌ای منطبق بر مقادیر بیشینه مجاز آئین‌نامه‌ای، به‌طور مؤثرتری تغییر می‌کند.