بررسی تاخیر برشی در ساختمان های بلند باسیستم سازه ای لوله ای بر اساس اهداف عملکردی

یکی از متداول ترین سیستم های سازه ای در ساختمان های بلند، سیستم سازه ای لوله ای است؛ چراکه صلبیت و پایداری کافی را برای ساختمان های بلند تامین می کند. از دیگر مزیت های سیستم لوله ای، کاهش قابل توجه در مصالح مصرفی، فاصله زیاد ستون ها در فضای داخلی پلان و افزایش فضای معماری است. موارد مزبور محبوبیت استفاده از این نوع سیستم سازه ای را بالا برده است. اما مهمترین مساله در این نوع سیستم سازه ای، بوجود آمدن تاخیر برشی، تحت اثر بارهای جانبی است. تاخیر برشی موجب افزایش تغییر مکان های سازه، محدود نمودن استفاده از حداکثر ظرفیت سازه و ایجاد اعوجاج کف ها می شود. همچنین موجب تغییرمکان های قایم ناهمگون در ستون های واقع بر قاب بال و جان می شود و در نتیجه، ستون های گوشه قاب نسبت به ستون های میانی، تغییر شکل و تنش بیشتری خواهند داشت. محققان برای کاهش اثرات تاخیر برشی، روش های مختلفی ارایه کرده اند که هیچکدام قادر به حذف کامل اثرات تاخیر برشی نیستند. یکی از اهداف تحقیق حاضر مطالعه و شناخت تاخیر برشی و نحوه اثرگذاری آن بر سازه است. در تحقیق حاضر یک ساختمان 30 طبقه با سیستم سا زه ای لوله ای بر اساس آیین نامه هایASCE-6-17 و LATBSDC-2017 وAISC 360-10 با روش های ظرفیت (Capacity Design Approach) و عملکردی (Performance Base Design)، تحلیل و طراحی شده است. با مقایسه روش های مزبور می توان نتیجه گرفت طراحی صرفا بر اساس روش ظرفیت، نمی تواند عملکرد مناسب سازه را در برابر زلزله تامین کند. لذا برای اطمینان از عملکرد مناسب سازه در زلزله، بایستی تحلیل و طراحی بر اساس اهداف عملکردی نیز انجام شود. سپس میزان تاخیر برشی (Shear Lag) تحت اثر بارگذاری جانبی نیز بررسی شده است. همچنین میزان ارتباط تاخیر برشی با سختی تیر های پیرامونی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد افزایش سختی تیرهای پیرامونی، راه حل مناسبی برای کاهش اثرات تاخیر برشی نیست؛ چراکه ارتقاء تیرهای پیرامونی به اندازه 50 درصد، تاثیر ناچیزی در کاهش تاخیر برشی داشته است.

کلیدواژه ها:

ساختمان بلند ، سیستم لوله ای ، تحلیل و طراحی بر اساس اهداف عملکردی ، تاخیر برشی ، دستورالعمل LATBSDC-2017