ارزیابی روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد برای بادبند های واگرا

چکیده: روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد (performance-based plastic design) روش طراحی جدیدی است که در سال 2001 توسط گوئل و همکاران برای قاب های خمشی فلزی معرفی شد و در سال های بعد برای سیستم های مهاربندی همگرا و واگرا توسعه یافته است. روش طراحی ppd، بر اساس مفاهیم طراحی پلاستیک و انرژی می باشد و تغییر مکان هدف و مکانیسم تسلیم در ابتدای طراحی فرض می شوند. در این روش، برش پایه طراحی از روی انرژی طیفی ورودی به سازه برای یک سطح خطر معلوم، تعیین و نیروهای جانبی در ارتفاع سازه با توجه به الگوی بارگذاری جانبی ارائه شده در این روش توزیع می شوند، که از آن به منظور رساندن سازه تا مرحله تغییر مکان هدف استفاده می گردد. سپس اعضای قاب برای رسیدن به مکانیسم مطلوب و مقاومت مورد نیاز مطابق روش ppd طراحی می شوند. در این پایان نامه به منظور ارزیابی روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد سه مدل سازه ای 4، 9 و 14 طبقه ی فولادی با سیستم مهاربندی واگرا و با تیر پیوند میانی در نظر گرفته شده است. این مدل ها در ابتدا بر اساس روش معمول آئین نامه aisc 2005 و آئین نامه طراحی فولاد ایران طراحی و سپس همین مدل ها بر اساس روش ppd دوباره طراحی شده اند. همچنین در طراحی به روش ppd اثرات p-delta در پاسخ لرزه ای سازه و نیز کنترل های لازم برای حذف مکانیسم نامطلوب لحاظ شده است. به منظور ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه های طراحی شده با روش های فوق از تحلیل استاتیکی غیر خطی بار-افزون مطابق با ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360) و fema356 استفاده شده است. نتایج بدست آمده از این مقایسه، حاکی از توانایی روش ppd در تامین تمام اهداف طراحی بر اساس عملکرد ( مثل تغییر مکان هدف و مکانیسم تسلیم مورد نظر )، می باشد. همچنین، مشاهده می شود که تسلیم به شیوه ای کنترل شده در عناصر از پیش انتخاب شده اتفاق می افتد. بنابر این طبق آنچه مورد انتظار بود تسلیم فقط به تیر های پیوند محدود شده و مفاصل پلاستیک در پای ستون ها رخ می دهد و در طبقات میانی در ستون ها مفصل پلاستیک تشکیل نمی شود، این در حالی است که در مدل-های طراحی شده به روش معمول آئین نامه ای، تغییر شکل پلاستیک در قاب ها بصورت پراکنده و کنترل نشده در میان اعضای قاب ها از جمله ستون ها بوجود می آید. نتایج قاب های طراحی شده به روش ppd نشان می دهد که دوران پلاستیک تیر های پیوند و تغییر مکان نسبی طبقات توزیع یکنواخت تری در ارتفاع دارند و تمرکز تغییر شکل در یک یا دو طبقه مشاهده نمی-شود.