ارایه مدل جدید عددی برای بررسی رفتار لرزه‌ای ساختمان ها
محققان دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ارایه مدل جدید عددی برای بررسی رفتار لرزه‌ای ساختمان های دارای دیوار برشی بتنی به هنگام زلزله شدند.
محمدصادق برخورداری دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح “ارزیابی لرزه ای سازه های بتنی با درنظرگرفتن مدل اندر کنش خمش، برش و نیروی محوری در دیوار برشی” تحت سرپرستی طهرانی زاده استاد تمام دانشکده مهندسی عمران، در توضیح این طرح 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، فراهم می کند.
وی با بیان اینکه تحقیقات انجام شده در گذشته نشان داده است که این دیوارها رفتار پیچیده ای دارند، افزود: 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 خاطرنشان کرد: مدل های مختلف که برای درنظرگرفتن رفتار پیچیده غیرخطی اعضای سازه ها مانند تیر، ستون و دیوار برشی بتنی به کار می روند، بر اساس فرضیات ساده کننده مختلفی ارائه شده اند که در بسیاری از مواقع این مدل ها نتایج غیردقیق را که مطابقت کمی با نتایج آزمایشگاهی دارد، ارائه می دهند. استفاده از این مدل ها وابسته به دقت مورد نظر محققان، مهندسان یا دقت مورد قبول کارفرما است.
وی خاطرنشان کرد: در حال حاضر یکی از دقیق ترین روش های مدل سازی در ساختمان ها در مقابل بارهای ناشی از زلزله استفاده از نرم افزار های مبتنی بر روش اجزا 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؛ 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 قر گرفت.
برخورداری ادامه داد: 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 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 ها بتنی در مقابل بار ناشی از زلزله و باد مورد استفاده قرار می گیرد.
برخورداری 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 بهسازی 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 تاثیر گذار باشد.
تحقیقات نشان داده است که برای رفتار لرزه ای بهترساختمان های کوتاه مرتبه و نیز کاهش خسارات جانی و مالی با توجه به تعداد بسیار زیاد آنها در کشور می توان از دیوار های برشی با هزینه کم استفاده کرد.
محقق دانشگاه امیرکبیر تاکید کرد: آگاهی از نحوه عملکرد یک سازه در مقابل رکوردهای زلزله های قبلی می تواند به مهندسان در دستیابی به بهترین طرح بهسازی و مقاوم سازی ساختمان های بتن مسلح و تامین سطح عملکرد مناسب، که در هدف طرح تعیین شده است، کمک کند.
مدل ارائه شده طبق اعلام دانشگاه امیرکبیر 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.
