تقاضای نیروی لرزه‌ای در ستون قاب خمشی بتن‌آرمه ناشی از اثر مودهای بالاتر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 عضو هیئت علمی گروه سازه و زلزله، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

ایده اصلی طراحی لرزه‌ای در آیین‌نامه‌های امروز، روش طراحی براساس ظرفیت است. در سیستم قاب خمشی، مکانیزم مطلوب با تشکیل مفاصل پلاستیک در دو سر تیرهای طبقات و پای ستون طبقه اول شکل می‌گیرد. برای تضمین شکل‌گرفتن مکانیزم مطلوب و جلوگیری از ایجاد مکانیزم‌های نامطلوب از ایده طراحی براساس ظرفیت استفاده می‌شود. بدین منظور لنگر خمشی در مفاصل پلاستیک تیر تلاش کنترل شونده بر اساس تغییرمکان محسوب شده و لنگر و برش در ستون‌ها (به جز لنگر پای ستون طبقه اول) تلاش‌های کنترل‌شونده بر اساس نیرو به حساب می‌آیند و بایستی به گونه‌ای طراحی شوند که وارد حوزه غیرخطی نشوند. برای جلوگیری از تشکیل مفصل پلاستیک در ستون و همچنین شکست برشی ستون، باید دو موضوع (1) طراحی بر اساس ظرفیت خمشی تیرها و (2) محاسبه تشدید دینامیکی لنگر و برش ستون در اثر مودهای بالاتر، در طراحی لحاظ شود. هر چند موضوع اول در اکثر آیین‌نامه‌های طراحی مورد توجه قرار گرفته است ولی افزایش نیروهای داخلی ستون‌های قاب خمشی ناشی از اثر مودهای بالاتر در تحلیل دینامیکی غیر خطی فقط در بعضی از آیین‌نامه‌های طراحی وارد شده است. در این مطالعه اثر مودهای بالاتر بر روی 3 قاب‌ خمشی بتن‌آرمه با تعداد طبقات 8، 12 و 20 مورد بررسی قرار گرفت. آنالیزهای تاریخچه‌زمانی غیرخطی برای هر قاب تحت 11 رکورد در دو سطح زلزله‌ی طرح و زلزله‌ی حداکثر انجام شد. نتایج آنالیزها بر اساس شاخص میانگین به علاوه انحراف استاندارد در زلزله سطح طرح نشان می‌دهد که افزایش لنگر ستون حدود %50 تا %60 بوده است. افزایش برش ستون نیز به حدود 20% می‌رسد که با توجه به نوع شکست برشی که ترد و ناگهانی است، قابل چشم‌پوشی نبوده و بایستی در طراحی بر اساس ظرفیت ستون‌ها لحاظ شود. علاوه بر این، افزایش شدت زلزله از سطح طرح به حداکثر زلزله محتمل موجب افزایش لنگر در حدود 20% و افزایش برش به میزان کمتر از 10% می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات



مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 12 دی 1402
  • تاریخ دریافت: 09 مرداد 1401
  • تاریخ بازنگری: 12 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش: 12 دی 1402