بررسی فروریزش تدریجی و تحلیل شکنندگی لرزه‌ای قاب‌های دارای مهاربند کمانش‌تاب مجهز به آلیاژ‌های حافظه‌دار شکلی

نویسندگان

1 دانشکده هنر و معماری، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 دانشکده هنر و معماری، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

3 دانشکده هنر و معماری، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

4 دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

doi
10.22060/ceej.2021.19082.7060
چکیده

اگر چه مهاربندهای کمان‌ش­تاب قادر به اتلاف مقادیر زیادی از انرژی ورودی زلزله می­‌باشند، اما به دلیل تغییر شکل­‌های ماندگار بزرگ بعد از یک زلزله قوی نیاز به تعمیر یا تعویض دارند. لذا، استفاده از آلیاژهای حافظه‌­دار شکلی در این مهاربندها مورد توجه قرار گرفته است. این آلیاژها می­‌توانند پس از باربرداری به وضعیت اولیه خود باز گردند. هدف از مطالعه حاضر، بررسی فروریزش تدریجی و تحلیل شکنندگی قاب‌­های دارای مهاربند کمان‌ش­تاب مجهز به آلیاژ­های حافظه­‌دار تحت زلزله­‌های نزدیک به گسل در مقایسه با قاب­‌های بدون آلیاژ است. برای این منظور، دو قاب 5 و 15 طبقه دارای مهاربند کمان‌ش­تاب با و بدون آلیاژ حافظه‌­دار تحت 7 زوج شتاب­‌نگاشت نزدیک گسل مورد مطالعه قرار گرفته‌­اند. تحلیل­‌های دینامیکی غیرخطی افزایشی با استفاده از نرم‌­افزار OpenSees بر روی قاب‌­ها انجام شده است. نتایج نشان داد که به ­طور میانگین، ظرفیت و مدت زمان مورد نیاز جهت فروریزش سازه‌­های دارای مهاربند کمان‌ش­تاب مجهز به آلیاژ نسبت به سازه‌­های دارای مهاربند­های کمانش‌تاب به ­ترتیب 30 و 35 درصد بیش‌تر است. به ­عنوان نمونه، به ­ازای شتاب طیفی g­3، احتمال فروریزش برای قاب 5 طبقه با مهاربند کمان‌ش­تاب مجهز به آلیاژ 38 درصد و برای قاب بدون آلیاژ 60 درصد می‌باشد. در قاب 15 طبقه نیز در سطح آماری50 درصد، مدت ‌زمان فروریزش قاب با مهاربند کمان‌ش­تاب مجهز به آلیاژ، 25/6 ثانیه و قاب بدون آلیاژ، 10 ثانیه می­‌باشد. علاوه بر این، به ازای شتاب­‌های طیفیg 1 تاg 4، استفاده از آلیاژ حافظه‌­دار، امکان رسیدن به سطح عملکردی آستانه‌­ی فروریزش را بیش از 50 درصد کاهش می‌­دهد.