تاثیر مودهای بالاتر پاسخ دینامیکی بر طراحی برشی دیوار سازه ای

سودمندی دیوارهای سازه ای از دیرباز شناخته شده است. وقتی دیوارها در موقعیت درست قرار بگیرند می توانند به عنوان یک سیستمباربر جانبی مناسب عمل کنند. همچنین در طراحی سازه های بتنی در مقابل نیروی زلزله تلاش بر این است که از شکست برشیجلوگیری شود. هدف اصلی این نوشتار نشان دادن این است که با تحلیل دقیق و حساب شده ای از نیروهای برشی وارد بر دیوار سازه ای،می توان از شکست برشی آن جلوگیری کرده و انتظار رفتار شکل پذیر از دیوار سازه ای داشت. بنابراین باید یک برآورد صحیح از حداکثرنیروی برشی که دیوار سازه ای در طول پاسخ لرزه ای شدید با آن مواجه می شود داشته باشیم تا این اطمینان حاصل شود که برش درمحدوده خطی باقی خواهد ماند و با تشکیل و توسعه مفاصل خمشی، جذب و اتلاف انرژی صورت پذیرد. برای رسیدن به این هدف از ایدهطراحی بر اساس ظرفیت استفاده شده است. الگوی توزیع بار در روش استاتیکی معادل در آئین نامه ها به صورت تقریبا مثلثی می باشد وبرآیند نیروهای اینرسی حدودا در 0/7 ارتفاع از پای دیوار قرار می گیرد. ممکن است افزایش تقاضای برشی در دیوار به علت اثرات دینامیکی پدید آید و در بعضی از حالات پاسخ، جابجایی و شتاب تحت تاثیر مود دوم و سوم ارتعاش قرار گیرد که در نتیجه برآیند نیروها در ارتفاع پایین تری نسبت آنچه در آئین نامه مشخص کرده قرار گیرد. برای تشریح این موضوع دیوارهای سازه ای 6، 9، 12 و 18 طبقه در نرم افزار SAP2000 مدل شده و برای شبیه سازی مفصل پلاستیک در پای دیوار مقطع نرمتری در نظر گرفته شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که با نرم شدن پای دیوار و افزایش پریود مود اصلی مشارکت مودهای بالاتر در پاسخ سازه افزایش یافته و در نتیجه ارتفاع برآیند نیروی اینرسی جانبی کاهش می یابد. با توجه به این امر برای اطمینان از تشکیل مفصل پلاستیک در پای دیوار باید مقدار برش طراحی با ضریبی افزایش یابد.

کلیدواژه ها:

طراحی بر اساس ظرفیت ، دیوار سازه ای ، تحلیل دینامیکی طیفی ، برش پایه ، مفصل پلاستیک