روشی جدید برای بررسی رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی

محققان دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ارائه مدل عددی جدید برای بررسی رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های دارای دیوار برشی بتنی به هنگام زلزله شدند.

کد خبر: ۵۴۲۰۲۱

تاریخ: ۲۹ آبان ۱۴۰۱ - ۱۲:۱۹

به گزارش ایران اکونومیست، محمد صادق برخورداری، دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح "ارزیابی لرزه‌ای سازه‌های بتنی با در نظر گرفتن مدل اندر کنش خمش، برش و نیروی محوری در دیوار برشی" تحت سرپرستی دکتر محسن تهرانی‌زاده استاد تمام دانشکده مهندسی عمران، گفت: دیوار برشی بتنی یک سیستم مقاوم لرزه‌ای کارا و بهینه است که سختی، مقاومت و شکل‌پذیری کافی را برای ساختمان‌ها در مقابل بارهای ناشی از زلزله برای ساختمان‌هایی که در مناطق با لرزه‌خیزی خیلی زیاد و زیاد قرار گرفته‌اند را فراهم می‌کند.

وی با بیان اینکه تحقیقات انجام شده در گذشته نشان داده است که این دیوارها رفتار پیچیده‌ای دارند، گفت: از طرف دیگر، امروزه مدل‌های عددی موجود در نرم‌افزارهای مهندسی به مهندسان این امکان را می‌دهد تا از سختی مربوط به تکرار و جزئیات محاسبات دستی عبور کرده و پاسخ دینامیکی طیف وسیعی از سازه‌ها را مورد بررسی قرار دهند.

برخورداری خاطر نشان کرد: مدل‌های مختلف که برای در نظر گرفتن رفتار پیچیده غیر خطی اعضای سازه‌ها (مانند تیر، ستون، دیوار برشی بتنی و ...) به کار می‌روند، بر اساس فرضیات ساده کننده مختلفی ارائه شده‌اند که در بسیاری از مواقع این مدل‌ها نتایج غیر دقیق، که مطابقت کمی با نتایج آزمایشگاهی دارد، را ارائه می‌دهند.

برخورداری افزود: استفاده از این مدل‌ها وابسته به دقت مورد نظر محققان، مهندسان و یا دقت مورد قبول کارفرما است.

وی خاطر نشان کرد: در حال حاضر یکی از دقیق‌ترین روش‌های مدل‌سازی در ساختمان‌ها در مقابل بارهای ناشی از زلزله استفاده از نرم‌افزارهای مبتنی بر روش اجزای محدود در مدل‌های میکرو است، لیکن علی‌رغم قابلیت بالای این نرم‌افزارها و روش‌های میکرو، تحلیل ساختمان‌ها و سازه‌های متعارف با استفاده از مدل‌های میکرو به علت پیچیدگی مدل‌سازی، سخت‌افزار مورد نیاز و زمان طولانی تحلیل امکان‌پذیر نیست.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، افزود: بنابراین نیاز به یک مدل عددی ساده و سریع که دقت و کارایی لازم را نیز داشته باشد، احساس می‌شد که در این پروژه مورد استفاده قرار گرفت.

وی تصریح کرد: 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 پیش‌بینی رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی ارائه شده است.

به گفته دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، این مدل عددی در واقع یک المان ماکرو بوده که به نرم‌افزار OpenSees اضافه شده است و برای تسهیل انجام تحلیل و طراحی سازه‌های بتنی در مقابل بار ناشی از زلزله و باد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

وی خاطر نشان کرد: با توجه به اینکه در ایران گسل‌های زیادی وجود دارد و این گسل‌ها دلیل اصلی وقوع زمین‌لرزه در شهرهای مختلف کشورمان هستند، می‌توان با استفاده از مدل عددی جدید، پاسخ ساختمان‌های 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 مقاوم‌سازی لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی قبل از زلزله بسیار با اهمیت است و می‌تواند در کاهش خسارت‌های مالی و جانی پس از زلزله تاثیرگذار باشد.

به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تحقیقات نشان داده است که برای رفتار لرزه‌ای بهتر ساختمان‌های کوتاه مرتبه و نیز کاهش خسارات جانی و مالی با توجه به تعداد بسیار زیاد آنها در کشور می‌توان از دیوارهای برشی با هزینه کم استفاده کرد.

وی تاکید کرد: آگاهی از نحوه عملکرد یک سازه در مقابل رکوردهای زلزله‌های قبلی می‌تواند به مهندسان در دستیابی به بهترین طرح به‌سازی و مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتن مسلح و تامین سطح عملکرد مناسب که در هدف طرح تعیین شده است، کمک کند.

وی افزود: مدل ارائه شده می‌تواند با دقت قابل قبولی پاسخ‌های دیوار برشی بتنی را شبیه‌سازی کند، اما مطالعات انجام شده در این پروژه چالش‌های مرتبط با المان ماکرو برای شبیه‌سازی رفتار دیوار برشی بتنی را به طور کامل بر طرف نکرده است.