محققان امیرکبیر برای بررسی رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی مدل عددی جدیدی ارایه کردند

به گزارش مجله خبری نگار، محمدصادق برخورداری دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح "ارزیابی لرزه‌ای سازه‌های 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 لرزه‌ای کارا و بهینه است که سختی، مقاومت و شکل پذیری کافی را برای ساختمان‌ها در مقابل بار‌های ناشی از زلزله برای ساختمان‌هایی که در مناطق با لرزه خیزی خیلی زیاد و زیاد قرار گرفته اند، فراهم می‌کند.

وی با بیان اینکه تحقیقات انجام شده در گذشته نشان داده است که این دیوار‌ها رفتار پیچیده‌ای دارند، افزود: امروزه مدل‌های عددی موجود در نرم افزار‌های 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 خاطرنشان کرد: مدل‌های مختلف که برای درنظرگرفتن رفتار پیچیده غیرخطی اعضای سازه‌ها مانند تیر، ستون و دیوار برشی بتنی به کار می‌روند، بر اساس فرضیات ساده کننده مختلفی ارائه شده اند که در بسیاری از مواقع این مدل‌ها نتایج غیردقیق را که مطابقت کمی با نتایج آزمایشگاهی دارد، ارائه می‌دهند.  استفاده از این مدل‌ها وابسته به دقت مورد نظر محققان، مهندسان یا دقت مورد قبول کارفرما است.

وی خاطرنشان کرد: در حال حاضر یکی از دقیق‌ترین روش‌های مدل سازی در ساختمان‌ها در مقابل بار‌های ناشی از زلزله استفاده از نرم افزار‌های مبتنی بر روش اجزا محدود در مدل‌های میکرو است، لیکن علی رغم قابلیت بالای این نرم افزار‌ها و روش‌های میکرو، تحلیل ساختمان‌ها و سازه‌های متعارف با استفاده از مدل‌های 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 می‌شد 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 سازه‌ها بتنی در مقابل بار ناشی از زلزله و باد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برخورداری خاطر نشان کرد: با توجه به اینکه در ایران گسل‌های زیادی وجود دارد و این گسل‌ها دلیل اصلی وقوع زمین لرزه 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 مقاوم سازی لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی قبل از زلزله بسیار با اهمیت است و می‌تواند در کاهش خسارت‌های مالی و جانی پس از زلزله تاثیر گذار باشد.

تحقیقات نشان داده است که برای رفتار لرزه‌ای بهترساختمان‌های 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.

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

مدل ارائه شده طبق اعلام دانشگاه امیرکبیر می‌تواند با دقت قابل قبولی پاسخ‌های دیوار برشی بتنی را شبیه سازی کند، اما مطالعات انجام شده در این پروژه چالش‌های مرتبط با المان ماکرو برای شبیه سازی رفتار دیوار برشی بتنی را به طور کامل بر طرف نکرده است.