مقاله ترجمه شده بررسی مقایسه ای رفتار لرزه ای قاب خمشی بتن آرمه دارای دیوار برشی تکی و همبسته

عنوان انگلیسی مقاله:
Comparative study of the seismic behavior of reinforced concrete moment frame with a single and coherent shear wall

توجه: ترجمه انگلیسی نیز داخل فایل فارسی، به صورت جداگانه قرار داده شده است.

چکیده
قاب های خمشی مرکب (RCS) سیستمی متشکل از ستون های بتنی وتیر های فولادی می باشد که در آنها استفاده بهینه از خواص فشاری بتن و مقاومت خمشی فولاد سبب شده تا سازه وزن کمتری را نسبت به سازه های بتن آرمه داشته و در عین حال در مقایسه با قابهای خم شی فولادی و قابهای خمشی بتنی با دهانه های بزرگ رفتار بهتری از خود نشان می دهد . در این مقاله رفتار قا ب های خمشی مرکب (RCS) به کمک تحلیل غیر خطی بار افزون ( push over ) مورد بررسی قرار گرفته است.
سیستم مقاوم در برابر بار جانبی زلزله شامل قاب به همراه دیواره برشی، یکی از سیستم های باقابلیت اطمیان بالا است؛ که امروزه بطور گسترده اجرا می¬گردد. دیوارهای برشی المان هایی هستند که بیشترین سهم را در باربری جانبی ایفا می کنند. در آیین نامه طراحی برای انواع مختلف این سیستم یک مقدار ضریب رفتار ارائه گردیده است. این در حالی است که امکان ایجاد بازشو بزرگ و بهم متصل کردن آن فراهم است. این کار منجر به تغییر نوع رفتار سازه می شود. هدف این مطالعه، بررسی عددی ضرایب رفتار سیستم های دیوار برشی دیوار تکی و بهم بسته مشابه و در نهایت مقایسه آنها است.

واژگان کلیدی:

مقدمه
مصالح ساختمانی گوناگونی از گذشته برای ساخت سازه ها مورد استفاده قرار گرفته است. پرمصرف ترین مصالح مورد استفاده به ترتیب تاریخی چوب، سنگ، بتن و فولاد بوده است. بتن در حقیقت یک نوع سنگ مصنوعی است که با استفاده از ترکیب یک ماده چسباننده مانند سیمان و سنگدانه تشکیل شده است. این ماده دارای مقاومت فشاری قابل قبول اما مقاومت کششی ضعیف در حدود 10% مقاومت فشاری است. برای جبران این ضعف در مصالح بتنی معمولا از تقویت های فولادی استفاده می¬شود. ایده اولیه مسلح کردن بتن برای تحمل کشش بوده است، اما امروزه از نقش کمکی آن در فشار نیز استفاده می شود. به همین دلیل میلگردهای مسلح کننده در قطعات فشاری نظیر ستون و ناحیه فشاری تیرها نیز به کار می رود.
سابقه استفاده از بتن مسلح بصورت مدرن به دهه ی 1850 در فرانسه بر می¬گردد. در این سال ها مخازن بتن مسلح با استفاده از مفتول و سیم ساخته می شدند. اولین بنای بتن مسلح در آمریکا در سال 1875 در نیویورک ساخته شد. در اوایل قرن بیستم آزمایش های متعددی جهت تعیین مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته بتن انجام شد. از آن زمان تا کنون تحقیقات گسترده ای در زمینه رفتار سازه های بتنی انجام گردیده است. با گسترش استفاده از بتن، سازه های بسیاری با فرم های متفاوت سازه ای ساخته شده اند. با مطرح شدن قواعد طراحی برای زلزله در دهه 1950، توجه مهندسین به مقاومت بهتر سازه های بتنی در برابر زلزله ها جمع گردید. در آن زمان سیستم قاب خمشی تنها سیستم مقاوم در برابر زلزله برای سازه های بتنی و فولادی شناخته می شد. با مشاهدات تجربی نسبت به رفتار بادبندها و میانقاب ها در برابر زلزله، ایده استفاده از دیوار برشی برای مقاومت در برابر زلزله پیشنهاد گردید. تا سال 1960 سازه های بسیاری با استفاده از دیوار برشی ساخته شد. اولین آزمون برای این سیستم ها وقوع زلزله 1960 در شیلی بود (Hidalgo et al2002). مشاهدات کیفی انجام شده برای آن زلزله بیانگر کاربرد دیوارهای برشی در کاهش خسارات بوده است. در طی این زلزله در چند مورد دیوارهای برشی دچار ترک شده بودند ولی پایداری قاب ها حفظ گردیده بود. در زلزله دیگری که در سال 1963 در یوگوسلاوی اتفاق افتاد، نتایج مشابهی دریافت گردید. در این زلزله حتی دیوارهای برشی بتنی غیرمسلح نیز باعث حفظ پایداری کلی قاب ها شده بودند. در بسیاری از محافل مهندسی، مثالی از زلزله 1971 سن فرناندو کالیفرنیا ارائه می گردد، که در طی این زلزله ساختمان 6 طبقه این دین هیل با سیستم مرکب قاب و دیوار برشی، تنها نیازمند به ترمیم جزیی داشت، در حالی که ساختمان 8 طبقه هالی کراس در کنار آن، که دارای قاب خمشی تنها بود به کلی تخریب گردید.
اهمیت دیوار برشی تا جایی بیشتر شد که خرابی های زلزله 1985 مکزیکوسیتی به عدم استفاده از دیوار برشی ربط داده شد. همچنین در زلزله 1985 ارمنستان گزارش هایی در مورد خرابی سازه که دیوار برشی آن در طبقات پایین حذف شده بود، ارائه گردید. بطور کلی می توان اظهار داشت که سازه های مقاوم شده با دیوار برشی و حتی آنهایی که دارای فولاد بسیار کمتری نسبت به مقدار مجاز حال حاضر داشته اند، در برابر زلزله ها رفتار قابل قبول و مناسبی را از خود بروز داده اند.

فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
مبانی نظری
پیشینه تحقیق
روش تحقیق
جدول 3-1خصوصیات قاب های با دیواربرشی
نتایج و بحث
جدول 3-5 تلاش های وارده بر اجزای سازه ای
جدول 3: قاب های پنج طبقه و محاسبات هر یک از مدل ها
نتیجه گیری
منابع