پژوهشنامه زلزله شناسی و مهندسی زلزله
سال بیستم شماره 1 (پیاپی 75، بهار 1396)

به عنوان گامی در جهت ارتقاء ضوابط تحلیل لرزه ای استاندارد 2800 ایران، در این مقاله، به بررسی و مقایسه ضوابط تحلیل لرزه ای ساختمان ها در ویرایش چهارم استاندارد 2800 و سیزده آیین نامه لرزه ای معتبر پرداخته شده است. محدودیت های حاکم بر روش های تحلیل لرزه ای، نحوه اعمال این روش ها، و پارامترهای مورد استفاده در تحلیل لرزه ای نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. از مهم ترین نتایج حاصله می توان به گرایش آیین نامه های لرزه ای به سمت تحلیل های دینامیکی و به خصوص تحلیل های تاریخچه زمانی غیرخطی، و پیشگام بودن کشورهایی مانند ژاپن، نیوزیلند، و چین، در بخش تحلیلی آیین نامه های لرزه ای اشاره نمود. ایران دارای وضعیتی قابل قبول و حتی خوب از نظر تحلیل لرزه ای است؛ با وجود این، دقت بیشتر در مواردی چون شرایط تفکیک کننده تحلیل های استاتیکی و دینامیکی، تعداد مودها در تحلیل طیفی، و جزئیات تحلیل های تاریخچه زمانی، توصیه می شود

از آنجا که در اغلب ساخت وسازهای رایج، دیوار به سازه متصل می شود، لذا ضروری است برای
جلوگیری از آثار نامطلوب دیوارها، پس از تحلیل و طراحی سازه، دیوارها به مدل اضافه و سازه کنترل شود. یکی از مهم ترین پارامترها در مدل سازی دیوارها انتخاب مدول الاستیسیته نزدیک به واقعیت می باشد. با توجه به اینکه در اکثر منابع آجر فشاری و یا مصالح غیر متداول در ایران مورد آزمایش و تحلیل قرار گرفته است، در این مقاله سعی شده نخست از طریق مطالعات آماری بر روی 625 ساختمان در حال ساخت، مصالح رایج در ساخت دیوارها در ایران شناسایی و سپس تمامی عوامل تاثیرگذار بر مدول الاستیسیته دیوارها بر اساس استانداردها و نتایج 12 آزمون آزمایشگاهی و ارتعاشات محیطی که توسط سایر محققین انجام شده است، مورد بررسی قرار گیرد. نتایج محاسبات برای مدول الاستیسیته معادل دیوار در سه رده ضعیف، متوسط و قوی و با دو نوع 4200 و 3927 ،3465، 3094 جزئیات یک سطح اندود شده یا دو سطح اندود شده به ترتیب به میزان 2730
4760 مگاپاسکال و ضخامت معادل دیوار نیز بر حسب مقاومت و ضخامت دیوار، مقاومت و ضخامت اندود از 8 تا 25 سانتی متر می باشد. نتایج حاصل از مطالعات حاضر برای کنترل طرح سازه ساختمان های با اهمیت متوسط از دقت مطلوبی برخوردار است، لکن در خصوص ساختمان های با اهمیت زیاد و بسیار زیاد و همچنین پروژه های مقاوم سازی لازم است بررسی دقیق تری روی مصالح و جزئیات اجرایی دیوارها صورت گیرد

یک روش پیشنهادی جدید برای مقاوم سازی لرزه ای سازه های بتن آرمه به کار بردن مهاربندهای پیش تنیده پیش ساخته بتنی است که مزایای آن این است که در محل نصب با بتن تر کار نمی شود، نصب آن آسان است و نیازی به انکر و بولت میلگرد به قاب موجود نیست، به همین دلیل سرعت اجرایی بالایی دارد که این خود موجب کاهش هزینه ها می شود. واتانابه و همکاران [1] و واتانابه و کونو [2] نخستین بار این مهاربند بتنی را با ساختن مدلی آزمایشگاهی معرفی کردند. در اینجا برای بررسی رفتار لرزه ای سازه مقاوم شده با مهاربند بتنی، مدلی از قاب و مهاربند با نرم افزار المان محدود آباکوس1 ساخته شد، مقایسه قاب اولیه و قاب تقویت شده موثر بودن مهاربندها را در کاهش تغییر مکان ها نشان داد. بررسی پارامتر رده مقاومتی بتن بر رفتار مهاربند نشان داد در نمونه انتخاب شده زمانی که رده مقاومتی مهاربند کمتر از رده مقاومتی قاب موجود باشد مهاربندها سختی کمی دارند و تاثیر چندانی در کاهش جابه جایی ها ندارند، ولی در نمونه های با نسبت رده مقاومتی بیش از 2 برابر، مهاربند سختی زیادی به سازه اعمال می نماید و کاهش تغییر مکان های جانبی آن مشهود است.

بازدیدهای عینی از سازه ها پس از زلزله توسط متخصصین امری رایج است. از سوی دیگر رفتار اجزای غیر سازه ای ساختمان ها در زلزله و عملکرد آنها در دستیابی یک سازه به عملکرد لرزه ای مطلوب بسیار مهم است. از این رو در ویرایش های جدید آیین نامه های طراحی لرزه ای سازه ها از جمله استاندارد 2800 توجه ویژه ای به طراحی این اجزا شده است. در این راستا در این مقاله به بررسی رفتار اجزای غیر سازه ای ساختمان ها و آسیب های وارد بر آنها در زلزله اردیبهشت سال 1396 در استان خراسان شمالی پرداخته شده است. بر اساس بازدیدهای انجام شده عمده آسیب های (بیش از 90 درصد آسیب ها) وارد به ساختمان های اسکلت بتنی در این زلزله به آسیب های غیر سازه ای اختصاص داشته است. از این بین میانقاب ها و دیوارهای جداکننده مصالح بنایی بیشترین خسارت را در زلزله تجربه کرده اند، به طوری که تقریبا تمامی ساختمان های فاقد مهار مناسب برای این اجزا دچار آسیب شده اند.

در روش های متداول تحلیل سازه ها، فرض معمول این است که دیافراگم کف به صورت کاملا صلب عمل می نماید و نیروهای جانبی به نسبت سختی اجزای قائم باربر جانبی بین آنها تقسیم می شود. درحالی که دیافراگم ها در همه موارد دارای رفتار صلب نیستند. در این تحقیق تاثیر صلب یا نیمه صلب فرض کردن دیافراگم های عرشه فولادی مرکب در نرم افزار ETABS بر نیروهای داخلی ایجاد شده در اعضا و مقایسه آن با رفتار واقعی دیافراگم ها در نرم افزار ABAQUS بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که تحلیل سازه با فرض دیافراگم صلب در بسیاری از موارد نمی تواند برآورد صحیحی در مورد نیروهای ایجاد شده در اعضای قائم باربر جانبی ارائه دهد و در صورتی که دیافراگم دارای رفتار نیمه صلب یا انعطاف پذیرباشد، ممکن است در برآورد نیروها تا حدود 40% خطا ایجاد نماید. در هر صورت استفاده از فرض دیافراگم نیمه صلب در نرم افزار ETABS در تمامی شرایط نسبت به فرض دیافراگم صلب، به واقعیت نزدیک تر است

قاب های مهاربندی شده واگرا یکی از سیستم های مناسب باربر جانبی هستند و امروزه به طور گسترده در سازه های فولادی مورد استفاده قرار می گیرند. نقطه قوت این سیستم، دارا بودن مزایای اصلی قاب های خمشی و مهاربندی یعنی شکل پذیری و سختی الاستیک زیاد به طور هم زمان می باشد. اضافه کردن ستون های دوخت (زیپر) و ارتباط مهاربند به تیر در نقطه اعمال نیرو، به هدف جلوگیری از تشکیل مکانیسم پلاستیک و کمانش مهاربندها می باشد. تحلیل دقیق پارامترهای پاسخ دینامیکی سازه ها تحت اثر حرکات قوی زمین ناشی از زلزله ها و همچنین تبیین و تنظیم سازوکار مناسب برای اطمینان از درستی نتایج محاسباتی، یک موضوع بسیار مهم در طراحی لرزه ای است. نمود اثرات حاصل از زلزله های حوزه نزدیک، به نسبت بزرگ تر از دامنه لحاظ شده در ملاحظات آیین نامه ها است. بر همین اساس، شناخت ماهیت شتاب نگاشت های حوزه نزدیک گسل و آشنایی با خصوصیات ویژه آنها می تواند نقش مهمی در تعیین نیازهای لرزه ای سازه ها داشته باشد. در این پژوهش، ویژگی های رفتار لرزه ای دو اسکلت فولادی مقاوم 5 طبقه با نام سیستم دوگانه قاب صلب- مهاربند واگرا و نیز قاب صلب- مهاربند واگرای زیپ دار مورد مطالعه قرار گرفته است. ارزیابی نتایج تحلیلی این پژوهش نشان می دهد، پارامترهای پاسخ لرزه ای مانند دریفت، نیروی محوری ستون ها، شتاب مطلق طبقات و نیز برش پایه در مدل شامل مهاربندهای زیپ دار نسبت به مدل بدون المان های زیپ تحت شتاب نگاشت های انتخابی، دارای مقادیر کمتر و یکنواخت تر می باشند. برش پایه در سازه مطالعاتی دارای المان های زیپ تحت رکورد بم، نزدیک به 6/21 درصد نسبت به مدل دیگر کاهش دارد. همچنین یک کاهش حدود 16 درصد نیز در نیروی محوری ستون گوشه ای پانل های مهاربندی زیپ دار نسبت به مدل دیگر اتفاق افتاده است