كاهش نیاز لرزهای قابهای فولادی بلند مرتبه با تغییر نوع مهاربندی همگرا
طراحی سازه به منظور مقاوم ماندن در برابر زلزله یكی از مباحث مهم سازهای است. با در نظر گرفتن پیشرفتهای دانش لرزهای و پاسخ سازه و دسترسی به انواع فناوری، توجه طراحان به این موضوع بیشتر از قبل شده است. در آیین نامههای مختلف لرزهای سعی بر آن است كه خسارت در سازهها كنترل شود، تا نسبت به عملكرد لرزهای سازهها اطمینان بیشتری حاصل شود.
معمولاً نیاز لرزهای به پارامترهای پاسخی اطلاق میشود كه برای تصمیم گیری در مورد طرح بررسی فنی مفیدند مثل رانش سقفها، رانش طبقات ساختمان، یا تغییر شكلهای محلی مانند چرخش مفصل پلاستیك.
در واقع اساس طراحی بر اساس عملكرد شناسایی و تخمین پارامترهای نیاز طراحی برای سطوح عملكرد مورد نظر است. با توجه به زلزلههای اتفاق افتاده در سراسر دنیا و نمایان شدن ضعف طراحی لرزهای بر اساس نیرو، روشهای جدید برای ارزیابی نیازهای لرزهای از قبیل روش تغییر مكان، روش انرژی و همچنین روش طراحی بر اساس عملكرد در حال گسترش است.
دستورالعمل FEMA جهت کنترل خسارت در سازههای فولادی مقادیر تغییر مکان نسبی سازهها را محدود نموده است و عنوان میكند كه فراتر رفتن از این مقادیر قابل قبول موجب نقص هدف عملكرد میشود كه باید با یك احتمال لرزهای مشخص به آن دست یافت. تعیین عملكرد گام مهمی به سوی مهندسی زلزله با اس اس عملكرد است و انگیزه عمدهای برای ارزیابی دقیق نیازهای لرزهای است.
از طرفی پارامتر نیاز تغییر شكل تجمعی معیاری را برای میزان خسارت ارایه كرده و میتواند تصویر متفاوتی را از پاسخ سازه نسبت به پاسخهای حاصل از حداكثر نیازهای تغییر شكل ارایه نماید. امروزه مهمترین هدف در طراحی سازهها، كنترل نیاز لرزهای سازه در برابر نیروهای جانبی در سطح كلی و در سطح موضعی است.
دستورالعملهای FEMA273 حداكثر نیازهای تغییر شكل را به سطوح عملكرد مرتبط میسازد در صورتی كه چنین ضوابطی در مورد نیازهای تغییر شكل تجمعی موضعی اعضا وجود ندارد. رفتار هر سیستم سازهای در هنگام زلزله تا حد زیادی توسط ظرفیت استهلاک انرژی آن تعیین میشود و این رفتار شکل پذیر به نوبه خود میتواند به وسیله شکستهای موضعی ناگهان و ناپایداریهای دینامیکی تحت تاثیر قرار گیرد.
در هر حال با توجه به تجربه معیارهای طراحی، عموماً بر اساس روشهای استاتیکی و یا دینامیکی خطی به دست میآیند و پارامترهای کنترل کننده بجای شکل پذیری مورد نیاز، همان نیروهای جانبی و تغییر مکانها هستند.
تحقیقات انجام شده در این زمینه نشان میدهد كه با تغییر تراز مهاربند در ارتفاع سازه ( از ضربدری به هفتی) رفتار لرزهای سازه در شاخصهای بیشینه نیاز تغییر مكان نسبی میان طبقهای max story drift angle demand و بیشینه نیاز دوران موضعی max local rotation demand بهبود یافته و از توزیع مناسبتری در ارتفاع سازه پیروی نموده است بنحوی كه:
- حداكثر بیشینه نیاز تغییر مكان نسبی میان طبقهای در طبقه كاهش پیدا كرده است.
- حداكثر بیشینه نیاز تغییر مكان نسبی میان طبقهای سازه در مقایسه با زمانی كه سازه تمام ضربدری بوده است تغییر كرده است.
- حداكثر بیشینه نیاز دوران موضعی در طبقه كاهش پیدا كرده است.
- حداكثر بیشینه نیاز دوران موضعی سازه در مقایسه با زمانی كه سازه تمام ضربدری بوده است تغییر كرده است.
