تحلیل رفتار لرزه ای قاب خمشی خرپایی ویژه دارای بخش ویژه با پیکربندی ضربدری

در این پژوهش، عملکرد لرزه ای سیستم قاب خمشی خرپایی ویژه (STMF) با بخش ویژه ضربدری، با در نظر گرفتن اثرات تعداد طبقات و تعداد دهانه بخش ویژه، به صورت عددی مورد ارزیابی قرار گرفت. طراحی در محیط ETABS و تحلیل های غیرخطی بارافزون و تاریخچه زمانی بر اساس دستورالعمل های ۶۹۵FEMA P و آیین نامه ۷-۲۲ ASCE در نرم افزار OpenSees انجام شد. برای این منظور، ۹ مدل با سه تیپ ارتفاع ۲، ۵ و ۸ طبقه و سه نوع تیپ بخش ویژه به صورت یک، دو و سه چشمه ای طراحی شدند. نتایج نشان داد، ضریب اضافه مقاومت (Ω) در اکثر قاب ها نزدیک به مقدار ۳ پیشنهادی آیین نامه قرار دارد. میانگین Ω برای قاب های دو، پنج و هشت طبقه به ترتیب برابر با ۶/۴ ، ۶/۴ و ۲/۴ به دست آمد که عملکرد مناسب سازه ها را در برابر زلزله نشان داد. همچنین، افزایش تعداد چشمه ها در بخش ویژه موجب بهبود نسبی ضریب اضافه مقاومت شد. در تحلیل تاریخچه زمانی، مقادیر میانگین تغییرمکان جانبی کمتر از ۲ درصد و تغییرمکان پسماند کمتر از ۱/۰ درصد به دست آمد که در محدوده مجاز آیین نامه قرار دارند. با وجود تفاوت در تعداد چشمه های بخش ویژه، تفاوت قابل ملاحظه ای در تغییرمکان نهایی بین قاب ها دیده نشد که بیانگر سختی جانبی یکسان در قاب‎های بررسی شده است. همچنین، افزایش تعداد چشمه های بخش ویژه منجر به کاهش مصرف فولاد تا حدود ۹ تا ۱۱ درصد در قاب های مرتفع تر شد. این امر می تواند منجر به طراحی اقتصادی تر سازه های بلند با دهانه های بزرگ گردد. در مجموع، سیستم STMF با بخش ویژه ضربدری، توانایی مطلوبی در مقابله با بارهای لرزه ای از خود نشان داده و گزینه ای مناسب برای استفاده در سازه های با دهانه های وسیع به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

قاب خمشی خرپایی ویژه ، ضربدری ، بارافزون ، تاریخچه زمانی ، ضریب اضافه مقاومت ، ضریب شکل پذیری