چكيده: در سال‏هاي اخير، محققان فلسفه‏ي طراحي آسيب‏گريز را براي كاهش آسيب ساختمان به جاي مفهوم طراحي سنتي كه عمدتاً آسيب‏گرا بود، ارائه كردند. براي اين منظور؛ سيستم گهواره‏اي كه روشي براي محدود كردن نيروهاي لرزه‏اي وارده به سازه‏ها با كمك ابزار اتلاف انرژي و كابل‏هاي پس‏كشيدگي است، به خوبي پايه‏گذاري شد. محققان دريافتند كه با استفاده از سيستم گهواره‏اي مي‏توانند آسيبي كه به سازه‏ها در اثر زلزله‏هاي قوي وارد مي‏شود را كاهش داد. در مقايسه با روش طراحي لرزه‏اي سنتي كه در آن سازه‏ها ذاتاً با آسيب و خسارات مالي ناشي از تعمير و جايگزيني همراه مي‏شدند، از سيستم پايه‏گهواره‏اي انتظار مي‏رود كه آسيب‏ها را كاهش دهد و خدمت‏دهي پس از زلزله را بهبود ببخشد. سيستم گهواره‏اي از طريق انتقال بار ناشي از اتلاف انرژي به المان‏هاي غيربحراني و قابل تعويض و با ممانعت از شكست طبقه‏ي ضعيف، از آسيب سازه‏اي جلوگيري مي‏كند. آسيب‏هايي كه از خدمت‏دهي سازه در آينده جلوگيري خواهند كرد مي‏توانند با اجازه دادن حركت سازه نسبت به پايه‏اش، نشان داده شوند. سيستم‏هاي گهواره‏اي با قادر ساختن سازه به اينكه بعد از زلزله هم خدمت‏دهي داشته باشند رويكردي بسيار پايدار براي طراحي سازه‏اي در مناطق زلزله‏خيز هستند. ديوارهاي گهواره‏اي و به‏طور‏كلي سيستم‏هاي گهواره‏اي در ابتدا صرفاً به‏صورت پايه‏گهواره‏اي پيشنهاد شده بودند و سيستم‏هاي مكمل از جمله ابزار اتلاف انرژي و كابل‏هاي پس‏كشيدگي به آن اضافه شدند. ابزار اتلاف انرژي به‏صورت ميله‏هايي در پايه‏ي ديوار مدل‏سازي مي‏شوند و با مقاومت خود به ميزان تنش تسليم و پذيرش تغييرشكل، انرژي وارده به سيستم را تلف مي‏كنند. كابل‏هاي پس‏كشيدگي هم با ايجاد نيروي قائم در راستاي نيروي وزن ديوار، به خصوصيت مركزگرايي سيستم در صورت ايجاد خروج از محوريت و خروج از حالت قبل از تغييرشكل، كمك مي‏كنند. در واقع سيستم‏هاي پايه‏گهواره‏اي به‏عنوان راه‏حلي براي محدود كردن نيروهاي لرزه‏اي تجربه‏شده توسط سازه بدون پذيرش آسيب سازه‏اي ارائه شدند اما نيروهاي سازه‏اي وقتي لنگر پايه محدود شده باشد، مي‏توانند به دليل اثرات مودهاي ارتعاشي بالاتر به صورت چشمگيري افزايش پيدا كنند. لذا اين ايده مطرح شد كه به طراح اجازه داده شود تا مقاطع گهواره‏اي را در چندين موقعيت در سرتاسر ارتفاع ديوار بالاتر از مقطع پايه كه گهواره‏اي شده بود فراهم كند و از اين طريق اثرات مودهاي ارتعاشي بالاتر را كاهش دهد. تاكنون تعداد قابل توجهي از مطالعات براي بررسي عملكرد لرزه‏اي سيستم‏هاي پايه‏گهواره‏اي بر روي پايه‏هاي پل‏هاي قطعه‏اي پيش‏ساخته، ديوار برشي و قاب‏هاي مهاربندي‏شده‏ي فولادي انجام شده است. در سال‏هاي اخير نيز كارهاي اندكي در مورد سيستم‏هاي گهواره‏اي چندگانه صورت گرفته است، اما هنوز نقاط ابهام زيادي درباره‏ي جزئيات و نحوه‏ي پاسخ اين سيستم‏ها وجود دارد كه نياز به بررسي‏هاي بيشتر دارد. هدف اين پايان‏نامه شناسايي بيشتر عملكرد لرزه‏اي سيستم مزبور است. اين پژوهش با ارائه‎ي مدل‎هاي دقيق در نرم‎افزار SAP 2000 و با تحليل دوبعدي غيرخطي تاريخچه‏زماني براي ديوار برشي بتن‎مسلح در قاب فولادي با 8، 12، 16 و 24 طبقه در شهر تهران (منطقه با خطر لرزه‎خيزي خيلي‎زياد)، نسبت به مطالعات گذشته نتايج دقيق‎تر و تازه‏تري از اثرات مقاطع گهواره‎اي چندگانه را ارائه داده است. اين پژوهش، نتايج حاصل از تجزيه و تحليل را با نتايج تحقيقات سابق كه اثر استفاده از ديوار گهواره‎اي در قاب بتني را برسي كرده بود، مقايسه نمود. نتايج اين تحقيق نشان دادند كه اثرات مودهاي ارتعاشي بالاتر روي كنش‎هاي برشي و خمشي و نيز دريفت طبقات و دريفت پسماند در قاب فولادي، با استفاده از سيستم گهواره‏اي چندگانه كاهش مي‎يابد و پاسخ‏هاي سيستم گهواره‏اي چندگانه به مراتب نسبت به پاسخ‏هاي سيستم پايه‏گهواره‏اي كمتر است. واژه‏هاي كليدي: فلسفه‏ي طراحي آسيب‏گريز، سيستم گهواره‏اي، ابزار اتلاف انرژي، سيستم پايه‏گهواره‏اي، سيستم‏هاي گهواره‏اي چندگانه.

1395/12/08

1/1/1900 12:00:00 AM