چکیده

هدف اصلی این تحقیق ایجاد درك مناسب و بهتر از رفتار لرزه اي سازه هاي فولادي با مهاربندي همگرا نامنظم در ارتفاع میباشد. که این هدف با بررسی سطوح عملکرد اجزاي سازهاي ساختمانها دنبال شده است. با توجه به تنوع مهاربندهاي همگرا در این تحقیق از مهاربند v معکوس مورد بررسی قرار گرفت و سطوح عملکرد پنج ساختمان فولادي ۱۲ طبقه طراحی شده بر اساس مبحث ۱۰ مقررات ملی ساختمان و استاندارد ۲۸۰۰ مورد ارزیابی واقع شد . براي این منظور ابتدا سه ساختمان فولادي با نامنظمی جرمی ۲۵، ۵۰ و ۱۰۰ درصد در طبقه ششم، سپس دو سا ختمان فولادي با نامنظمی ۵۰ درصد در طبقات دوم و دهم در نرم افزار ETABS تحلیل و طراحی گردید. سپس سطوح عملکرد ساختمانهاي فولادي مذکور مطابق با دستورالعمل FEMA مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت تامین سطوح عملکرد بکمک تحلیل هاي استاتیکی پوش آور توسط نرم افزار PERFORM3D مورد ارزیابی قرار گرفت.

واژههاي کلیدي: نامنظمی ، جرم، سطح عملکرد، مهاربندي، واگرا

-۱ مقدمه

پس از رخداد زلزله هایی چون لوماپریتا (۱۹۸۹)، نورثریج (۱۹۹۴)، هیوگو – کوبه (۱۹۹۵) ، و به دنبال آن خرابی برخی ساختمانهایی که از آنها انتظار مقاومت می رفت، رفته رفته روش طراحی براساس عملکرد به عنوان روش مطمئن تر براي طراحی ساختمان در برابر زلزله معرفی شد و عامل تحولی در فلسفه پایهاي آیین نامههاي طراحی گردید. به دنبال آن نتیجه نگران کننده این

بود که آیا ساختمانهایی که بر اساس آیین نامههاي گذشته طراحی شدهاند نیاز به بررسی دوباره با دیدگاه جدید آیین نامهها دارند یا نه؟ پاسخ به این سوال به سرعت موضوع تحقیق بسیاري از محققان و موسسات شد که از معروف ترین این موسسسات، آژانس مدیریت بحران آمریکا است که مطالعات این موسسه در قالب گزارشات FEMA منتشر میشود. اولین نشریه این موسسه نشریه FMEA 273 است که در سپتامبر ۱۹۹۶ در مورد آسیب پذیري ساختمان ها منتشر شد . در این زمینه گزارشات متعدد دیگري همچون FEMA 273، FEMA 356، FEMA 357 و (ATC40, 1996) ATC 40 از موسسه Applied Technology Council نیز منتشر شد که همه آنها به نوعیدر پیشبرد این موضوع که اصطلاحاً طرح بهسازي لرزهاي نام گرفته، گامهاي زیادي برداشتند.

در سال ۱۹۳۳ با رخداد زلزلهاي در لانگ پیچ، خسارت زیادي به ساختمانهاي مسکونی و عمومی وارد شد که مقدمهاي براي تغییرات اساسی در آیین نامه ها توسط مسئولین و محققین شد و ب ه دنبال آن پارامترهایی همچون کاربري و اهمیت، موقعیت قرارگیري ساختمان و نوع سیستم بکار رفته در آن نیز علاوه بر وزن در تعیین نیروي زلزله مطرح شدند و روند تکامل و ارتقاء بر همین پایه تا مدتها ادامه یافت. در سال ۱۹۶۰ با وجود این حقیقت که روشهاي طراحی در برابر زلزله که در آییننامه بکار می-رود خالی از ارزیابی سرویس دهی ویژه می باشد، انجمن مهندسین سازه آمریکا (۱۹۶۸) مشخص کرد که ساختمان هایی که بر اساس آیین نامه طراحی شده اند، باید قادر به برآورده کردن سطوح عملکرد مورد نظر باشند . در سال ۱۹۷۱ زلزلهاي نسبتاً بزرگ در سیلمار کالیفرنیا که بسیاري از ساختمان هاي آن بر اساس آخرین ویرایش آیین نامه طراحی شده بودند، رخ داد که در آن بسیاري از ساختمان ها که در میان آنها چند بیمارستان نیز به چشم می خورد و بعضی از آنها نیز به نسبت نوساز بودند، خسارت عمدهاي دیدند. تحقیقات در مورد خرابیهاي ساختمانهاي نوساز، منجر به تجدید نظر اساسی دیگري در آیین نامه هاي آن زمان شد. یکی از تغییرات بسیار مهم که در سال ۱۹۷۶ ایجاد گردید، این بود که بیمارستانها و دیگر مراکز با ساکنین ثابت یا مکانهایی که نیاز است در هنگام زلزله به یاري زلزله زدگان بشتابند باید براي فراهم کردن سطح عملکردي، بالاتر از ساختمانهاي تجاري و مسکونی طراحی شوند . این امر باعث یک طراحی بر اساس سطح عملکرد در مورد این ساختمان ها نسبت به دیگر ساختمان ها گردید که این ساختمانها قادر به مقاومت در برابر جنبش هاي زمین همراه با خسارت کم و جبران پذیر هستند. متاسفانه زمانی که این سطوح عملکرد اختیار شدند، مفاهیم آنالیز غیر خطی سازه ها و همچنین آنالیز دینامیکی به آن حدي توسعه پیدا نکرده بود که اجازه کاربرد عملی با یک روال منظم را بدهد . مقررات آیین نامه اي که به دنبال زلزله سال ۱۹۷۱ قرار داده شد تا ویرایش سال ۲۰۰۰ به همان صورت باقی ماند. اما از سوي دیگر، محققان زیادي در این مدت در این زمینه فعالیت داشتند و به نتایج زیادي نیز دست یافتند. هدف این تحقیق بررسی اثرات نامنظمی جرمی در ارتفاع بر عملکرد لرزه اي سازههاي فولادي با مهاربندي شورون مطابق طراحی بر اساس عملکرد می باشد. براي این منظور ابتدا سه ساختمان فولادي با نامنظمی جرمی ۲۵، ۵۰ و ۱۰۰ درصد در طبقه ششم، سپس دو ساختمان فولادي با نامنظمی ۵۰ درصد در طبقات دوم و دهم در نرم افزار ETABS تحلیل و طراحی می – گردد. سپس سطوح عملکرد ساختمان هاي فولادي مذکور مطابق با دستورالعمل FEMA مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت تامین سطوح عملکرد مورد ارزیابی قرار میگیرد. لازم به ذکر است از نرم افزار PERFORM3D براي انجام تحلیلهاي غیر خطی بهره برده میشود. همچنین از تحلیلهاي استاتیکی پوشآور در ارزیابی سازه ها استفاده میشود.

-۲ روش کار

در اشکال (۱) و (۲)، پلان مبنا و نماي مدلها نشان داده شده است.

شکل(: (۱ پلان مبناي نمونهها