تحلیل حساسیت رفتار قاب خمشی با و بدون دیوار برشی به ضعف مقاومت فشاری بتن در زلزله

بر اساس تجربه در کشورهای کمتر توسعه یافته، مقاومت فشاری بتن اجراشده در ساختمان های متداول مسکونی بتن مسلح به طور قابل ملاحظه ای کمتر از مقادیر طراحی است. این امر گاهی منجر به فروریزش ساختمان ها با قاب خمشی در زلزله ها شده است. ناکارآمدی نیروی کار از ریشه های این مشکل بوده و پیچیده تر شدن ضوابط باعث افزایش آن می گردد. لذا راهکارهای ساده برای مقابله با این مشکل ضروری است. حداقل دیوار برشی در ساختمان های بتنی یکی از موثرترین راهکارهاست. ایده اصلی استفاده از هندسه برای افزایش سختی و مقاومت در مقابل نقیصه کاهش مقاومت فشاری بتن می باشد. در این مقاله حساسیت قاب خمشی و دیوار برشی به ضعف مقاومت بتن در سه سطح خفیف، متوسط و شدید بررسی شد. مدل های ۳ و ۶ طبقه قاب خمشی، بدون و با دیوار برشی حداقل، مورد تحلیل دینامیکی خطی و استاتیکی غیرخطی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حساسیت جابه جایی نسبی قاب خمشی به ضعف مقاومت بتن بسیار بیشتر از مدل های با دیوار برشی است؛ به گونه ای که افزایش جابه جایی نسبی قاب خمشی نسبت به مدل مرجع ۸۵% و با دیوار برشی ۳۶% می باشد. نتایج تحلیل غیرخطی نشان داد که مدل های با دیوار برشی حتی با افت مقاومت بتن به ۱۰ مگاپاسکال سطوح مفاصل پلاستیک از سطح ایمنی جانی فراتر نرفت، اما در قاب خمشی تنها، با افت مقاومت بتن به زیر ۲۰ مگاپاسکال، مدل در آستانه فروریزش قرار گرفت. گرچه حساسیت همه مدل ها در تغییرات نسبت تقاضا به ظرفیت (D/C) نزدیک است لیکن مدل های با دیوار برشی حساسیت بسیار کمتری به زلزله دارند. جمع بندی نتایج پژوهش نشان دهنده آن است که در شرایط عدم اطمینان از اجرای بتن باکیفیت، استفاده از دیوار برشی می تواند منجر به پایداری نسبی سازه و عدم فروریزش آن شود.

کلیدواژه ها:

مقاومت فشاری بتن ، قاب خمشی بتنی ، دیوار برشی بتنی ، تحلیل تاریخچه زمانی ، تحلیل استاتیکی غیرخطی