بررسی اثر استفاده از اصالات پس کشیده کابلی و میانقاب در کاهش خرابی پیشرونده سازه

اکثر تحقیقات صورت گرفته در مورد خرابی پیشرونده ساختمان ها مربوط به تحلیل سازه های موجود بوده و در آن ها تنها به تعیین مقاومت در برابر حذف ناگهانی المان های سازه ای بسنده شده است. تحقیقات محدودی در زمینه ارائه راهکارهای مؤثر برای کاهش پتانسیل خرابی پیشرونده صورت پذیرفته است. از مواردی که در خرابی پیش رونده به خوبی مطالعه نشده است اثر وجود میانقابهای آجری در ساختمان می باشد که این مورد در تحقیق حاضر بررسی شده است. سازه-های مهم که ممکن است در معرض خرابی پیشرونده قرار بگیرند باید به گونه¬ای طراحی شوند که در صورت از بین رفتن هر یک از اعضای آن، مسیرهای جایگزین برای انتقال بار از آن عضو موجود باشند و اعضای باربر اطراف عضو محذوف بدون وقوع فروریزش کلی، ظرفیت اضافی جهت تحمل نیروی آن ¬را داشته باشند. به هنگام حذف عضو باربر قائم، تیرها برای مقاومت در برابر بارهای قائم کنش کابلی و یا زنجیره¬ای از خود نشان می¬دهند و بارهای اعمالی عمدتا توسط مولفه قائم نیروهای محوری در تیرها تحمل می¬شوند. بر اساس تحقیقات انجام شده یکی از راهکارهای افزایش کنش کابلی در سازه استفاده از اتصالات پس کشیده می¬باشد که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. در این اتصال از نبشی زیر سری و بالاسری برای کنترل تغییرشکل های پلاستیک و تعدادی کابل برای ایجاد خاصیت خود مرکزی استفاده شده است. در بخش اول این مطالعه برای بررسی اثر وجود میانقاب، مدل سه¬بعدی سازه¬ی مورد مطالعه در نرم¬افزار opensees، در دو حالت با و بدون میانقاب، ایجاد شده و پس از¬تحلیل با هم مقایسه شده¬¬¬اند. مدل پیشنهادی با نتایج آزمایش موجود در ادبیات فنی صحت سنجی شده است. نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی نشان داد که با در¬نظرگرفتن اثر میانقاب، تغییرمکان قائم سازه تحت حذف ستون، بسیار کمتر از حالتی است که از اثر میانقاب صرف نظر شده¬باشد. در بخش دوم به بررسی اثر اتصالات پس کشیده کابلی بر خرابی پیشرونده پرداخته شده است. مهمترین پارامتر در طراحی چنین قابی که به اصطلاح قاب پس کشیده نامیده می شود، ضریب αa (نسبت ظرفیت خمشی اتصال به هنگام تسلیم نبشی به لنگر طراحی تیر) است که افزایش آن منجر به قوی تر شدن اتصال می گردد (لازم به ذکر است که علاوه بر ظرفیت خمشی نبشی، نیروی پس کشیدگی کابل¬ها در ظرفیت خمشی این اتصال سهیم است). به منظور تعیین مقدار αa مناسب برای طراحی این نوع قاب ها جهت مقابله با خرابی پیشرونده، پنج قاب فولادی پس کشیده¬ی مشابه اما با ضرایب مختلف αa و همچنین یک قاب خمشی ویژه مشابه با این قاب ها، تحت سناریو حذف ستون یکسان به صورت دینامیکی غیرخطی تحلیل شدند. نتایج تحلیل ها نشان می¬دهد که هر چقدر ضریب αa بزرگتر، مقاومت قاب برای مقابله با خرابی پیشرونده افزایش می¬یابد. همچنین مقایسه¬ی نتایج تحلیل قاب های پس کشیده با قاب خمشی ویژه حاکی از آن است که در صورت انتخاب 1/55 ≤ αa، قاب پس کشیده عملکرد بهتری به هنگام حذف ستون داشته و پاسخ سازه کمتر از قاب خمشی ویژه می باشد.