روشی جدید برای بررسی رفتار لرزه ای ساختمان های بتنی
محققان دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ارائه مدل عددی جدید برای بررسی رفتار لرزه ای ساختمان های دارای دیوار برشی بتنی به هنگام زلزله شدند.
زمان مطالعه 3 دقیقه
محمد صادق برخورداری، دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح "ارزیابی لرزه ای سازه های بتنی با در نظر گرفتن مدل اندر کنش خمش، برش و نیروی محوری در دیوار برشی" تحت سرپرستی دکتر محسن تهرانی زاده استاد تمام دانشکده مهندسی عمران، گفت: دیوار برشی بتنی یک سیستم مقاوم لرزه ای کارا و بهینه است که سختی، مقاومت و شکل پذیری کافی را برای ساختمان ها در مقابل بارهای ناشی از زلزله برای ساختمان هایی که در مناطق با لرزه خیزی خیلی زیاد و زیاد قرار گرفته اند را فراهم می کند.
وی با بیان اینکه تحقیقات انجام شده در گذشته نشان داده است که این دیوارها رفتار پیچیده ای دارند، گفت: از طرف دیگر، امروزه مدل های عددی موجود در نرم افزارهای مهندسی به مهندسان این امکان را می دهد تا از سختی مربوط به تکرار و جزئیات محاسبات دستی عبور کرده و پاسخ دینامیکی طیف وسیعی از سازه ها را مورد بررسی قرار دهند.
برخورداری خاطر نشان کرد: مدل های مختلف که برای در نظر گرفتن رفتار پیچیده غیر خطی اعضای سازه ها (مانند تیر، ستون، دیوار برشی بتنی و ...) به کار می روند، بر اساس فرضیات ساده کننده مختلفی ارائه شده اند که در بسیاری از مواقع این مدل ها نتایج غیر دقیق، که مطابقت کمی با نتایج آزمایشگاهی دارد، را ارائه می دهند.
برخورداری افزود: استفاده از این مدل ها وابسته به دقت مورد نظر محققان، مهندسان و یا دقت مورد قبول کارفرما است. وی خاطر نشان کرد: در حال حاضر یکی از دقیق ترین روش های مدل سازی در ساختمان ها در مقابل بارهای ناشی از زلزله استفاده از نرم افزارهای مبتنی بر روش اجزای محدود در مدل های میکرو است، لیکن علی رغم قابلیت بالای این نرم افزارها و روش های میکرو، تحلیل ساختمان ها و سازه های متعارف با استفاده از مدل های میکرو به علت پیچیدگی مدل سازی، سخت افزار مورد نیاز و زمان طولانی تحلیل امکان پذیر نیست.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، افزود: بنابراین نیاز به یک مدل عددی ساده و سریع که دقت و کارایی لازم را نیز داشته باشد، احساس می شد که در این پروژه مورد استفاده قرار گرفت.
وی تصریح کرد: به پیشنهاد استاد راهنما، در این پروژه یک مدل عددی جدید بر مبنای "تیر تیموشنکو" به منظور افزایش دقت، سرعت و سهولت در شبیه سازی و پیش بینی رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی ارائه شده است. به گفته دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، این مدل عددی در واقع یک المان ماکرو بوده که به نرم افزار OpenSees اضافه شده است و برای تسهیل انجام تحلیل و طراحی سازه های بتنی در مقابل بار ناشی از زلزله و باد مورد استفاده قرار می گیرد.
وی خاطر نشان کرد: با توجه به اینکه در ایران گسل های زیادی وجود دارد و این گسل ها دلیل اصلی وقوع زمین لرزه در شهرهای مختلف کشورمان هستند، می توان با استفاده از مدل عددی جدید، پاسخ ساختمان های بتنی دارای دیوار برشی را با دقت بالا و در کمترین زمان در مقابل زلزله بررسی کرد.
وی در ادامه گفت: این امر در به سازی و مقاوم سازی لرزه ای ساختمان های بتنی قبل از زلزله بسیار با اهمیت است و می تواند در کاهش خسارت های مالی و جانی پس از زلزله تاثیرگذار باشد. به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تحقیقات نشان داده است که برای رفتار لرزه ای بهتر ساختمان های کوتاه مرتبه و نیز کاهش خسارات جانی و مالی با توجه به تعداد بسیار زیاد آنها در کشور می توان از دیوارهای برشی با هزینه کم استفاده کرد.
وی تاکید کرد: آگاهی از نحوه عملکرد یک سازه در مقابل رکوردهای زلزله های قبلی می تواند به مهندسان در دستیابی به بهترین طرح به سازی و مقاوم سازی ساختمان های بتن مسلح و تامین سطح عملکرد مناسب که در هدف طرح تعیین شده است، کمک کند.
وی افزود: مدل ارائه شده می تواند با دقت قابل قبولی پاسخ های دیوار برشی بتنی را شبیه سازی کند، اما مطالعات انجام شده در این پروژه چالش های مرتبط با المان ماکرو برای شبیه سازی رفتار دیوار برشی بتنی را به طور کامل بر طرف نکرده است.
روشی جدید برای بررسی رفتار لرزه ای ساختمان های بتنی