مقاله درباره کشور ایران و ظرفیت تحمل

دانلود پایان نامه

با توجه به این که رفتار ساختمان در مقابل زلزله همواره به صورت ارتجاعی باقی نمی‌ماند در بعضی از اجزاء ساختمان تغییر شکل‌های خمیری به وجود می‌آید که خود باعث جذب انرژی زلزله می‌گردد. رفتار منحنی‌های هیسترزیس به دو دسته تقسیم بندی می‌شود که عبارتند از:
شکل 2-16) نمودار پس ماند
1-هیسترزیس ثابت (خوب)
2-هیسترزیس کاهنده (بد)
رفتار هیسترزیس خوب (ثابت) باعث :
الف) عدم کاهش مقاومت در اثر تناوب بارگذاری
ب)عدم کاهش مقاومت در اثر جابجایی‌های زیاد
ج)عدم کاهش سختی در اثر تناوب بارگذاری و جابجایی‌های زیاد
در سازه‌های فولادی کاهش سختی تحت بار متناوب عمدتاً ناشی از کمانش موضعی می‌باشد و برای مقابله با حالت‌های کمانشی که باعث تضعیف رفتار هیسترزیس می‌شوند می‌باید طول مهاری را در اعضا فولادی کاهش داد. بنابراین خواص هیسترزیس بادبندها تابعی از ضریب لاغری آنهاست و لذا در طرح بادبند می‌بایست حتی الامکان از ضریب لاغری کاست و به جای استفاده از تسمه و میلگرد در بادبندی از اعضاء قویتر استفاده نمود.
در بادبندی‌های خارج از مرکز امکان کمانش بادبندی‌ها کاهش یافته و انرژی عمدتاً به صورت تسلیم برشی در تیرهای پیوند مستهلک می‌شود. در نتیجه بادبندیهای خارج از مرکز خواص هیسترزیس بسیار بهتری را از خود نشان می‌دهد و مقاومت لرزه‌ای بهتری را دارا هستند.
2-5-3- مزایا و معایب قاب با اتصالات ممان بر (MRF)
این نوع قاب به طور گسترده‌ای در ساختمان‌های فلزی مناطق زلزله خیز کاربرد دارد از مزایای این نوع قاب می‌توان فراهم آوردن بازشوهای بزرگ جهت طراحی‌های معماری را ذکر کرد یکپارچگی این نوع قاب در برابر زلزله منوط به مقاومت و شکل پذیری اتصالات تیر به ستون می‌باشد.
در طراحی این قاب‌ها در مناطق زلزله خیز فلسفه طراحی تیر ضعیف و ستون قوی باید اعمال گردد یعنی تناسب بین سختی‌های تیر و ستون به حدی باشد که تغییر شکل‌های غیر ارتجاعی مفاصل خمیری در تیرها تشکیل شود نه در ستون‌ها. به همین منظور ستون‌ها باید طوری طرح شوند که در حد ارتجاعی باقی بمانند و تیرها برای جذب و استهلاک انرژی باید به حداکثر شکل پذیری خود برسند و این امر ایجاب می‌کند که اولاً تیرها زودتر از ستون‌ها تسلیم شوند و با شکل پذیری مناسب خود انرژی زلزله را مستهلک کنند، ثانیاً اتصالات باید بتوانند در بارهای حدی با شکل پذیری مناسب غیرارتجاعی خود ظرفیت تحمل قاب را بالا ببرند بنابراین از مهمترین مزایای این قاب یک پارچگی و شکل پذیری خیلی خوب آن می‌باشد.
اما این نوع قابها معایبی نیز دارند که عبارتند از:
الف- اجرای اتصالات آن مشکل می‌باشد.
ب- در ساختمان‌های مرتفع به علت بزرگ شدن مقاطع، هزینه‌های زیادی صرف خواهد شد
ج- در مقایسه با دیگر انواع قاب‌ها هزینه اتصالات آن زیاد می‌باشد و به علت نرمی زیاد، قاب دارای سختی جانبی کمتر می‌باشد.
2-5-4- مزایا و معایب قاب با مهاربندی هم مرکز (CBF)
از لحاظ اقتصادی برای دهانه‌های نسبتاً کوچک استفاده از این نوع قابها مقرون به صرفه می‌باشد. در این نوع قاب، خط محور تیر – ستون و مهاربندی همدیگر را در یک نقطه مشترک قطع می‌کنند. از مزایای مهم این قابها سختی خوب در برابر بارهای جانبی، ساده بودن اتصالات و سرعت اجرای آنها می‌باشد.
در مناطقی که با زلزله خیزی بالا، استفاده از این نوع قابها به طور گسترده پیشنهاد نمی‌شود چون عناصر فشاری ان نظیر بادبند و ستون در بارهای تناوبی ضعیف عمل کرده و بعد از چند سیکل تا حدود 50% اثر مقاومتی خود را از دست می‌دهند. این نوع قابها هر چند در برابر بارهای استاتیکی و باد، مقاومت و سختی خیلی خوب از خود نشان می‌دهد ولی به دلیل عدم شکل پذیری مناسب از لحاظ جذب انرژی ضعیف عمل می‌کنند.
2-5-5 مزایا و معایب قاب با مهاربندی خارج از مرکز (EBF)
این قاب دارای شکل پذیری خیلی خوب و سختی جانبی مناسب می‌باشد. از مشخصات این نوع قاب یک جزء تیر می‌باشد که از آن به عنوان تیر پیوند یاد می‌شود. تیر پیوند ما بین یک بادبند و یک ستون و یا ما بین دو بادبند قرار می‌گیرد. اگر این قاب طوری طرح شده باشد که هنگام زلزله‌های شدید، تیر پیوند مانند فیوز شکل پذیری عمل نماید، می‌تواند مقدار زیادی از انرژی زلزله را جذب کرده و نیز از کمانش مهاربندی جلوگیری نماید.
از نکات مهم در طراحی این قابها تعیین طول پیوند (e) و فرآهم آوردن سخت کننده‌های مناسب برای جان تیر می‌باشد. هر قدر طول پیوند بلندتر باشد رفتار پیوند به پیوند خمشی نزدیکتر می‌شود برابر آزمایشات انجام شده جذب و استهلاک انرژی تسلیم برشی به مراتب بیشتر از تسلیم خمشی در تیر پیوند می‌باشد.
نکته دیگر این که با تغییرات طول پیوند، سختی قاب تغییر می‌نماید و همچنین با اجرای جزئیات پیوند (سخت کننده‌ها و فواصل آنها) شکل پذیری مطلوب در قاب را می‌توان ایجاد نمود.
2-6- نگاهی به ضوابط طراحی لرزه‌ای سازه‌های مهاربندی شده در آئین نامه‌های UBC97-ASD و پیوست 2 آئین‌نامه 2800
با توجه به عملکرد ضعیف سازه‌های با سیستم مهاربندی همگرا در زلزله‌های گذشته، آیین‌نامه UBC ضوابط جدیدی برای طراحی لرزه‌ای ساختمان‌های فولادی بر اساس روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD) و تنش مجاز (ASD) ارائه کرد در آیین‌نامه UBC97-ASD تمام روابط مربوط به طراحی سازه‌های فولادی از آئین نامه AISC-ASP برداشت شده است و تنها ترکیبات بار طراحی دو آیین‌نامه با هم تفاوت دارند ضوابط لرزه‌ای پیوست 2 آیین‌نامه 2800 از آیین‌نامه UBC97-ASD برداشت شده است. آیین‌نامه UBC مناطق کشور آمریکا را به 4 منطقه (Zone) تقسیم کرده است که ضوابط ذکر شده در این قسمت مربوط به مناطق 3 و 4 است. ضوابط قید شده در پیوست 2 آیین‌نامه 2800 برای قاب‌های مهاربندی همگرا بدون توجه به محل قرار گیری ساختمان باید برای تمام مناطق کشور ایران رعایت شود.
2-6-1- ضابطه بارگذاری ویژه در ستون‌ها