مقایسه شکنندگی لرزه ای قاب های خمشی فولادی با و بدون لحاظ بازشو در جان تیر

قاب ­های خمشی فولادی از گذشته بعنوان یکی از مورد اعتمادترین قاب های سازه ای شناخته می شدند. این سازه ها بعنوان جایگزین سازه های بنایی طراحی و استفاده می شدند. فرض بر این بود که این سازه ها بسیار مقاوم بوده و دچار خرابی و فروریزش نمی شوند. اما برخی زمین لرزه ها اعم از زلزله نورثریج سال ۱۹۹۴ و آزمایشات متعاقب خلاف این امر را اثبات کرد. در نتیجه دانشمندان در صدد یافتن روش های بهبود رفتار این سازه ها برآمدند. یکی از این روش ها ایجاد بازشو در جان تیر برای انتقال مفصل پلاستیک به منطقه­ ای دورتر از اتصال می­ باشد. هدف از این تحقیق ابتدا تحلیل و بررسی رفتار دینامیکی قاب­ های خمشی فولادی دارای بازشو در جان تیر و در ادامه مقایسه رفتار آن ها با قاب­ های خمشی متداول می باشد. برای تحقق این هدف، دو قاب خمشی فولادی ویژه چهار طبقه در نرم ­افزار اپنسیس مدلسازی شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی روی قاب های مورد نظر یک بار بدون لحاظ بازشو در جان تیر و سپس با لحاظ بازشو انجام شده است. نهایتا منحنی های IDA، منحنی های شکنندگی و توزیع دریفت در طبقات این سازه ها ارائه شده و نتایج بدست آمده مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که ایجاد بازشو در جان تیر علاوه بر افزایش سطح شتاب تحمل شده توسط سازه، احتمال خرابی تحت بارهای لرزه­ ای را کاهش می دهد. بطور میانگین، ظرفیت تحمل شتاب سازه خمشی دارای بازشو در جان تیر تا حدود ۲۵% بیشتر و همچنین احتمال فروریزی آن در سطوح مختلف شتاب به میزان %۲۵ الی %۳۰ کمتر از قاب فاقد بازشو در جان تیر می­ باشد.

کلیدواژه ها:

Steel moment frame ، Beam web opening ، Finite element method ، Incremental dynamic analysis ، Fragility ، قاب خمشی فولادی ، بازشو در جان تیر ، روش المان محدود ، تحلیل دینامیکی افزایشی ، شکنندگی