تحقیق درباره تاثیر میانقابهای آجری در عملکرد لرزه ای سازه های بتنی

اختصاصی از فی گوو تحقیق درباره تاثیر میانقابهای آجری در عملکرد لرزه ای سازه های بتنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 49 صفحه

چکیده :

 ساختمانها در  ایران معمولا بدون در نظر گرفتن اثرات میانقابهای آجری در رفتار لرزه ای سازه ها، طرح می شوند. مشاهدات تجربی در زلزله های گذشته نشان دهنده این واقعیت است که وجود میانقابها باعث افزایش سختی جانبی شده و درنتیجه سازه دارای پاسخ متفاوتی به تحریکات زمین خواهد بود. تنها توصیه آئین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله در این زمینه  کاهش  پریود  سازه به میزان 20 درصد می باشد، بدیهی است که با توجه به تعداد قابهای میان پر، نوع میانقاب و نحوه آرایش آنها، این توصیه برای همه حالتهای گوناگون درست نمی باشد، بلکه باید با در نظر گرفتن عملکرد واقعی قابهای میان پر در هر حالت ضوابط خاص خود را ارائه نمود. در این مقاله، پس از بررسی ضابطه ارائه شده آئین نامه 2800 در مورد ساختمانهای با جداگرهای میانقابی به ارزیابی رفتار لرزه ای دو نمونه سازه بتنی طراحی شده، مطابق با آئین نامه های آبا و 2800 پرداخته شده است. با استفاده از تحلیلهای استاتیکی و دینامیکی غیرخطی، و با مدلسازی میانقابها برای تحلیل، هر یک از این سازه ها در حالتهای، سازه دارای میانقاب، و سازه بدون میانقاب، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که نمی توان تاثیر میانقابهای آجری را بر رفتار لرزه ای سازه های بتنی نادیده گرفت، بلکه با توجه به نحوه آرایش میانقابها ، جنس آنها و سختی قابهای میان پر، در هر حالت، با توجه به رفتار متفاوت سازه، باید نکات خاصی را در هنگام تحلیل و طراحی مورد توجه قرار داد.

کلید واژگان: میانقاب آجری، قاب میان پر، سازه های بتن مسلح، مدلسازی، رفتار لرزه ای سازه.

1- مقدمه

 به قابهای ساختمانی که درون آنها با دیوارهای بنائی پر شده باشد قاب میان‌پر گفته می‌شود، مصالح پرکننده ممکن است از نوع آجری و یا بتنی باشند که به آنها میانقاب نیز گفته می‌شود. مشاهدات انجام شده در طی زلزله های گذشته، و همچنین تحقیقات صورت پذیرفته در سالهای اخیر نشان دهنده آن است که قابهای میان پر باعث افزایش چشمگیر سختی و مقاومت و همچنین تغییر در شکل‌پذیری سازه نسبت به سازه بدون میانقاب شده و در نتیجه موجب تغییر در پاسخ لرزه ای اینگونه سازه ها می شوند. وجود میانقابها به‌نحویکه در زلزله‌ها مشاهده شده، ممکن است اثرات مطلوب و یا نامطلوبی بر روی رفتار لرزه‌ای سازه‌ها داشته باشد. با وجود این، هنوز در کشور ما، عملاً توجه چندانی به تأثیر میانقابها بر روی رفتار  لرزه ای سازه ها نمی شود و معمولا سازه ها بدون در نظر گرفتن اثرات میانقابها بر رفتار لرزه ای آنها، طراحی می شوند. دلیل این امر را می توان نبود ضوابط آئین نامه ای لازم، وهمچنین عدم شناخت اکثر مهندسین از نحوه  اثر گذاری مزبور دانست. بر این اساس در این مقاله سعی شده است با استفاده از روشهای تحلیلی، تأثیر میانقابهای آجری متداول در ایران بر رفتار لرزه ای سازه های بتن مسلح مورد بررسی قرار گرفته و در ضمن  معدود ضوابط  موجود در آئین نامه طراحی ساختمان در برابر زلزله ایران، در این زمینه مورد نقد قرار گرفته و نظرات کلی در این خصوص ارائه گردد.

    لازم به ذکر است که میانقابهای مزبور بدون هیچ اتصال خاصی درون قابها قرار گرفته اند اما باید در اجرای دیوارها دقت کافی جهت اتصال مناسب آجرها به هم وهمچنین اتصال خوب دیوار به قاب صورت پذیرد و از پدید آمدن هر گونه شکاف یا درز بین دیوار و قاب جلوگیری شود. در ضمن محور اعضای قاب باید برای ایجاد اندرکنش موثر قاب و دیوار، در محدوده یک سوم وسط ضخامت پر کننده واقع شده باشد[1].

2- آشنائی با برخی پژوهشهای صورت پذیرفته

تحقیقات آزمایشگاهی و تحلیلی بر روی رفتار قابهای میان پر از دهه 1950 تا به امروز برای شناخت جنبه های مختلف تاثیر وجود میانقاب بر رفتار قاب تحت اثر بارهای جانبی صورت پذیرفته است. با توجه به پیچیدگی و حساسیت موضوع میانقابها پژوهشگران بسیاری برروی این موضوع تحقیق نموده اندکه می توان خلاصه ای از این تحقیقات را در  گزارشهای مقدم- داولینگ [2]، آبرامز [3]، فردیس [4]، کریسافولی [5] ودستورالعملهای فِما 306 و 307  [6، 7]  ملاحظه نمود. به طورکلی و خلاصه می توان کارهای انجام شده را در سه گروه تحقیقات آزمایشگاهی- تجربی، کارهای تحلیلی- عددی جهت مدل سازی میانقابها و سرانجام ارزیابی سازه های دارای میانقاب بصورت زیر بیان نمود:

2-1-  تحقیقات آزمایشگاهی  –تجربی

 برای شناختن رفتار قابهای میان پر، تعیین نحوه توزیع تنش  و کرنش در میانقاب، شناخت حالتهای شکست در قابهای میان پر، نحوه اندر کنش قاب و میانقاب، تاثیر میانقابها بر سختی و مقاومت  و بررسی عوامل موثر بر آنها همچون جنس قاب و میانقاب، نسبت سختی میانقاب به قاب، تاثیر وجود بازشوها، درزها و دهانهای نیمه پر و… تحقیقات فراوانی بر روی نمونه های واقعی و یا به مقیاس در آمده، انجام پذیرفته  است. علاوه بر این در سالهای اخیر برای درک رفتار واقعی سازه دارای میانقاب، ساختماهای واقعی چند طبقه نیز با صرف هزینه بسیار، مورد آزمایش قرار گرفته اند که نتایج حاصل از آنها، جهت ارزیابی روشهای مدلسازی میانقابها  بسیار سودمند بوده است.

2-2- کارهای تحلیلی- عددی

 هدف در این گونه از پژوهشها شبیه سازی میانقابها و ارائه مدلهائی است که بتوان در تحلیل سازه، اثر میانقابها را منظور نمود. بطور کلی روشهای پیشنهاد شده برای تحلیل قابهای میان پر را می توان به لحاظ فن شبیه سازی در دو گروه کلی مدلهای ریز  یا محلی و مدلهای کلان یا ساده شده دسته بندی نمود. مدلهای ریز یا محلی برای مطالعه رفتار واقعی و موضعی قابهای میان پر با تقسیم سازه به تعداد زیادی جزء کوچک انجام می شوند. دقت مناسب همراه با محاسبات طولانی و غیر قابل استفاده جهت کاربرد در ساختمانهای بزرگ از ویژگیهای این گروه از مدلها می باشد. از جمله این مدلها می توان به روش اجزاء محدود اشاره نمود. دسته دیگر مدلهای بزرگ یا ساده شده هستند که می توان به آسانی از آنها در تحلیل استفاده نموده و رفتار قابهای میان پر را بوسیله آنها شبیه سازی نمود. در این روش ها تعداد جزء های  کمی، جهت در نظر گرفتن اثر میانقابها مورد استفاده قرار گرفته و به آسانی می توان از آنها در تحلیل های دستی و یا کامپیوتری سود جست. این مدلها عموما بر حسب پارامتر های مختلفی که نشانگر خواص و هندسه قاب و میانقاب هستند، تعریف و تعیین می گردند. از جمله این مدلها می توان به مدل ساده شده خرپائی اشاره نمود. علاوه بر این برای بیان رفتار واقعی میانقاب در طی بارگذاری لرزه ای، الگوهای هیسترزیسی مختلفی نیز برای این مدلها ارائه شده است تا بتوان با استفاده از این مدلها به آسانی رفتار لرزه ای واقعی سازه را پیش بینی نمود.

2-3- ارزیابی رفتار لرزه ای سازه های دارای میانقاب

در این پژوهشها بر اساس نتایج بدست آمده از تحقیقات تجربی و تحلیلی، راهکارهای ساده و آسانی برای تحلیل و طراحی سازه های دارای میانقاب مورد استفاده قرار گرفته است و بر اساس آنها روشهای کاربردی جهت استفاده عمومی و همچنین توصیه ها و پیشنهاداتی برای تعیین ضوابط جدید در آئین نامه های زلزله ارائه شده است، که می توان نمونه ای از این کارها را در آئین نامه زلزله اروپا [8] و دستور العملهای فِما 306، 307، 356 و 357  [6، 7، 9، 10]  ملاحظه نمود. علاوه بر این شماری از پژوهشگران [2، 5] با توجه به اثرات مفید میانقابها بعنوان عضو لرزه بر، به بررسی مهار بندی سازه با این اعضا پرداخته و یا از آنها برای تقویت و ترمیم سازه استفاده نموده اند.

    بدیهی است که دسته بندی پژوهشها بطوریکه بیان گردید تنها جهت آشنائی کلی با نحوه کارهای انجام شده در مورد میانقابها می باشد و چه بسا در یک پژوهش هر سه دسته مزبور بطور همزمان مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته اند.