تاثیر استفاده از فولاد پرمقاومت در ستون سازه های فولادی قاب خمشی بلند مرتبه بر خصوصیات لرزه ای

مقاله تاثیر استفاده از فولاد پرمقاومت در ستون سازه های فولادی قاب خمشی بلند مرتبه بر خصوصیات لرزه ای

در یک طرح لرزه ای اصولی می بایست مقاومت، سختی و شکل پذیری تامین گردد. مطابق تعریف زنجیره پاولی، تیر فولادی نقش حلقه شکل پذیر و لنگر پلاستیک آن نقش مولفه شکل پذیر را در قاب خمشی ایفا می کند به عبارت دیگر تیرها عضو تغییر مکان کنترل (dc) بوده و ستون ها عضو نیرو کنترل fc)) محسوب می گردند و نیاز به تامین شکل پذیری برای آن ها ضروری نمی باشد و می توانند در محدوده ارتجاعی باقی بمانند. یکی از دلایل استفاده از فولاد نرمه (st37) در سازه ها، تامین شکل پذیری می باشد. با توجه به فلسفه بالا، ستون ها در قاب خمشی فولادی می توانند در ناحیه ارتجاعی باقی بمانند و از طرفی با وجود بارهای محوری قابل توجه، تامین شکل پذیری در آن ها دشوار بوده و ضرورتی نیز برای آن وجود ندارد. در این تحقیق دو قاب 20 و 30 طبقه فولادی ابتدا در نرم افزار sap2000 برای حالتی که فولاد تیرها و ستون ها از نوع st37 و مرتبه دیگر ستون ها از نوع st52 و تیرها از نوع st37 طراحی شده سپس مدل ها هرکدام در نرم افزار opeensees به روش تحلیل دینامیکی غیرخطی با هفت رکورد زلزله واقعی تحلیل شده و مقادیر چرخش مفاصل پلاستیک برای هر دو مدل استخراج و با یکدیگر مقایسه گردیدند. نتایج نشان می دهند که برای سازه های که از فولاد آن از نوع st52 است میزان چرخش مفاصل پلاستیک ستون های به طور متوسط حدود 5 درصد برای سازه 20 طبقه و حدود 18 درصد برای سازه 30 طبقه کاهش و سهم چرخش کل مفاصل پلاستیک طبقه نیزبه ترتیب 12 و 1 درصد برای سازه های 20 و 30 طبقه نسبت به حالتی که تیرها و ستون های سازه از نوع st37 هستند افزایش یافته است که این موضوع نشان دهنده بهبود خصوصیت لرزه ای سازه در استهلاک انرژی زلزله می باشد.