به‌کارگیری ایده هدایت آسیب برای ایجاد ساختمان‌های فولادی تعمیرپذیر با استفاده از سیستم قاب لوله وار و میراگرهای انفعالی در تراز فونداسیون

حمیدرضا ابراهیمی¹ محمود حسینی²

1) دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مهندسی زلزله، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان(خوراسگان)، اصفهان، ایران
2) دانشیار پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

محل انتشار : دومین کنفرانس بین المللی ژئوتکنیک و مهندسی لرزه ای(icguee.ir)
چکیده :
با توجه به اینکه از یک‌سو آیین‌نامه‌های طراحی لرزه‌ای اجازه خسارات سنگینی را به سیستم‌های ساختمانی تحت اثر زلزله شدید می‌دهند، و از سوی دیگر این تجویز عواقب نامطلوبی مانند لزوم صرف هزینۀ بسیار بالا برای بازسازی سازه‌های تخریب شده را به همراه دارد، اهمیت ضرورت ایجاد ساختمان تعمیر پذیر روشن می‌گردد. در این تحقیق ایده "هدایت عمدی آسیب" برای طراحی ساختمان‌های منظم 10 و 15 و20 طبقه فولادی توسط سیستم سازه‌ای لوله وار با حرکت گهواره‌ای، به¬کارگرفته‌شده است. سازوکار حرکت گهواره‌ای با حذف ستون‌های داخلی در پایین‌ترین تراز ساختمان و به‌کارگیری میراگرهای با ورق تسلیم شونده در تمام ستون‌های محیطی، ظرفیت اتلاف انرژی را در سازه‌ی ساختمان، به وجود آورده است. این میراگرها به‌گونه‌ای باید تنظیم شود که، فقط در کشش اتلاف انرژی نمایند. در این روش هر ستون محیطی به‌راحتی می‌تواند به سمت بالا حرکت و جذب انرژی کند ولی در فشار تقریباً صلب عمل می‌نماید؛ به‌گونه‌ای که هنگام بلند شدگی، مجموع ستون‌های یک لبه از ساختمان باید قادر به تحمل کل وزن ساختمان باشند. به‌منظور نشان دادن تأثیر سیستم سازه‌ای پیشنهادی در قابل تعمیر بودن ساختمان یک مجموعه تحلیل‌های تاریخچه زمانی غیرخطی با استفاده از شتاب‌نگاشت‌های سه مؤلفه‌ای تعدادی زلزله‌ی منتخب انجام شد. این شتاب‌نگاشت‌ها شامل دوره تناوب‌های متوسط و بلند بودند. سازه‌های مورد بررسی شامل سازه‌های طراحی شده توسط آیین‌نامه‌های لرزه‌ای متداول و سازه پیشنهادی بودند، و مفاصل پلاستیک تشکیل شده در هر سازه و سطح عملکرد آن‌ها بررسی شد. نتایج عددی نشان می‌دهد که سازه پیشنهادی با حرکت گهواره‌ای تأثیر به سزایی در کنترل خسارات لرزه‌ای ساختمان دارد. به‌طوری‌که عمده تغییر شکل‌های پلاستیک تنها در جاذب‌های انرژی(میراگرها) رخ می‌دهد و عمده المان‌های سازه‌ای الاستیک باقی می‌مانند. بنابراین ساختمان‌های طراحی و ساخته‌شده توسط روش پیشنهادی می‌تواند به‌راحتی پس از زمین‌لرزه‌های شدید نیز قابل تعمیر باشد.
کلمات کلیدی : آنالیز تاریخچه زمانی غیرخطی جاذب‌های انرژی تغییر شکل‌های بزرگ پلاستیک حرکت گهواره‌ای