ارزیابی احتمالاتی جابجایی نسبی پسماند سازه های دارای حرکت گهواره ای با مهاربندهای کمانش ناپذیر تحت اثر زلزله های پوسته ای و فرورانشی

برای کنترل تمرکز خسارت در یک طبقه و ایجاد توزیع یکنواخت جابجایی نسبی طبقه در ارتفاع سازه، می توان از یک سیستم نوین تحت عنوان سازه دارای حرکت گهواره‎ای با مهاربندهای کمانش ناپذیر (RBRBF) استفاده کرد. در سازه های RBRBF بر خلاف قابهای مهاربندی متداول یا قابهای با مهاربندهای زیپی، مهاربندهای یک سمت دهانه مهاربندی شده همراه با ستون های مجاور آنها و المان های رابط بخشی از یک سیستم خرپای قائم الاستیک هستند که در پایه مفصلی می باشد و به گونه ای طراحی می شود که تا نزدیک فروریزش سازه الاستیک باقی بماند، خرپای قائم الاستیک مانند یک تکیه گاه قوی در برابر تمایل قاب مهاربندی به تمرکز خسارت در یک یا چند طبقه در هنگام زلزله مقاومت می کند. سمت دیگر دهانه مهاربندی شده مجهز به مهاربندهای کمانش ناپذیر می باشد که نقش مستهلک کننده انرژی را دارند و می توانند وارد محدوده رفتار غیرالاستیک شوند. روش طراحی سازه های RBRBF یک روش مبتنی بر تغییرمکان می باشد. در این مطالعه، شش سازه ی ۴، ۸ و ۱۲ طبقه با دو سیستم RBRBF و قاب با مهاربندهای کمانش ناپذیر (BRBF) با استفاده از نرم افزار متن باز OpenSees به صورت غیرخطی مدلسازی شدند، و مقادیر ظرفیت جابجایی نسبی پسماند سازه ها به ازای ۴ سطح جابجایی نسبی پسماند ۰/۲، ۰/۵، ۱ و ۲ درصد با استفاده از تحلیل های دینامیکی افزاینده تحت اثر ۲۲ جفت رکورد پوسته ای و فروانشی بدست آمدند. سپس، به ازای این ۴ سطح جابجایی نسبی پسماند، نتایج بدست آمده بر حسب نسبت حاشیه ایمنی جابجایی نسبی پسماند، RDMR، و میانگین فراوانی سالیانه عبور از سطح جابجایی پسماند مورد نظر، λRD، با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که سازه های RBRBF تحت هر دو مجموعه رکوردهای پوسته‎ای و فرورانشی عملکرد جابجایی نسبی پسماند بسیار مناسب تری در مقایسه با سازه های BRBF دارند. بر اساس این نتایج، استفاده از سازه های RBRBF به طور قابل توجهی نقاط ضعف سازه های BRBF از جمله تمرکز خسارت در یک طبقه و کاهش سختی بعد از تسلیم را بهبود می دهد. به عنوان مثال، نسبت λRD کل به ازای سطح جابجایی نسبی پسماند دو درصد برای سیستم BRBF به مقدار متناظر آن برای سیستم RBRBF برای سازه های ۴، ۸ و ۱۲ طبقه به ترتیب برابر با ۲۱/۱۰، ۴/۰۶ و ۳/۲۱ بدست آمد. علاوه بر این، در اکثر سازه های مورد مطالعه با افزایش سطح جابجایی نسبی پسماند، نسبت RDMR تحت رکوردهای پوسته ای به مقدار متناظر آن تحت رکوردهای فرورانشی افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

Crustal and subduction ground motion records ، residual drift ، damage concentration ، rocking buckling restrained braced frame ، incremental dynamic analysis ، زلزله های پوسته ای و فرورانشی ، جابجایی نسبی پسماند ، تمرکز خسارت ، سازه های دارای حرکت گهواره ای با مهاربند های کمانش ناپذیر ، تحلیل دینامیکی افزاینده