بررسی تاثیر انعطاف پذیری دیافراگم کف بر روی رفتار لرزه ای سازه های فولادی

وظیفه ی اولیه ی المان کف، انتقال بارهای ثقلی به سایر المان ها مثل تیرها و دیوارها می-باشد. با این وجود، المان کف نقش اساسی در توزیع بار جانبی وارده، بین المان های باربر جانبی قائم و نیز حفظ یکپارچگی سازه در برابر بارهای جانبی را ایفا می کند. در کل، المان های افقی و یا نیمه افقی مثل سقف ها که وظیفه ی انتقال بارهای جانبی به سیستم باربر جانبی قائم را داشته باشد، دیافراگم کف و یا به اختصار دیافراگم می نامند. فرض صلبیت دیافراگم کف فرضی است که به صورت عمده و جهت ساده سازی مدل و کاهش درجات آزادی سازه، مورد استفاده قرار می گیرد. این فرض در همه ی موارد به نفع اطمینان نمی باشد و در مواردی منجر به طراحی غیر ایمن سازه می شود. نسبت طول به عرض زیاد پلان، المان های قائم سخت در مقایسه با المان های افقی و پلان نامنظم می توانند فرض صلبیت دیافراگم کف را زیر سئوال برده و دیافراگم را به سمت عملکرد انعطاف پذیر سوق دهند. در این پایان نامه نخست با مدل سازی سقف عرشه فولادی با تمام جزئیات در نرم افزار abaqus، رفتار آن از جمله تغییرمکان های داخل صفحه ای تعیین شده است. سپس ضخامت معادل سقف بتنی یکنواخت به گونه ای تعیین شده است که تغییر مکان های داخل صفحه ی آن در برابر بارهای جانبی، برابر با تغییرمکان های سقف عرشه فولادی گردد. در مرحله ی بعد، با استفاده از دال بتنی معادل با سقف عرشه فولادی، مدل سازی سازه های فولادی با قاب های مهاربندی شده و خمشی با تعداد طبقات 3، 5 و 7 و نسبت ابعاد پلان 2 ، 3 و 5 در نرم افزار sap2000 با فرض دیافراگم صلب و نظیر همان سازه ها با دیافراگم انعطاف پذیر انجام گرفت. بررسی ها نشان داد که در سازه های فولادی با قاب خمشی و پلان منظم، نسبت های ابعادی پلان تاثیر قابل توجهی در رفتار دیافراگم به لحاظ صحت فرض دیافراگم صلب ندارد. در حالیکه در سازه های مهاربندی شده با تعداد طبقات کم و نسبت ابعاد پلان زیاد، عملکرد نرم دیافراگم در طبقات بام مشهود می باشد. همچنین در سازه های فولادی مهاربندی شده با نسبت ابعاد پلان بزرگ تر از 3 تفاوت پاسخ ها در دو حالت انعطاف پذیر و صلب قابل توجه می باشد. با تحلیل تاریخچه ی زمانی خطی بر روی سازه ها ی مهاربندی شده مشاهده شد که شتاب های تجربه شده در مرکز جرم طبقات در حالت انعطاف پذیر بسیار بیشتر از حالت صلب بوده، در حالیکه در گوشه های سازه و در فواصل دورتر از مرکز جرم این شتاب ها در حالت صلب بیشتر از حالت انعطاف پذیر می باشد.