ارزیابی لرزه‌ای قاب خمشی فولادی متداول دارای نقایص طراحی و اجرایی؛ مطالعه موردی: استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیم پهن و نقص در اجرای جوش نفوذی کامل

سازه‌های فولادی اجرا شده در ایران بنابر دلایل گوناگون دارای خطاهای طراحی و اجرایی متعددی همچون استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیم پهن (2ipe) به‌جای تک مقطع بال‌پهن (ipb)، وجود ترک در جوش، نقص در اجرای جوش نفوذی کامل و عدم قرارگیری ورق‌های پیوستگی در جای صحیح می‌باشد که وجود این خطاها موجب افزایش آسیب‌پذیری در این‌گونه قاب‌ها می‌شود. در این مطالعه، به‌منظور بررسی رفتار قاب‌های اجرا شده در ایران، دو نمونه قاب 3 و 5 طبقه موجود در نظر گرفته شده و احتمال خرابی و میزان خسارت متوسط سالیانه آنها با قاب آرمانی (ایده آل) آیین‌نامه‌ای مقایسه شده است. به‌منظور تعیین رفتار غیر‌خطی قاب‌ها، در ابتدا تاثیر وجود نقص در اتصالات بر رفتار غیرخطی آنها با استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود بررسی شده و سپس در ادامه با شبیه‌سازی رفتار غیرخطی قاب‌های اجرایی و قاب های آرمانی، رفتار احتمالاتی آنها در زلزله‌ها تعیین شده و منحنی شکنندگی قاب‌ها برآورد گردیده است. همچنین، احتمال خرابی های مختلف و خسارت متوسط سالیانه آنها در تهران برآورد شده است. نتایج نشان می‌دهد در سازه‌ 3 و 5 طبقه احتمال خرابی قاب اجرا شده به‌ترتیب 1/7 و 4/12 برابر قاب آرمانی بوده و خسارت متوسط سالیانه به‌ترتیب 1/762 و 2/36 برابر قاب‌های آرمانی می‌باشد. بر این اساس می‌توان نتیجه گرفت که اولاً، قابلیت اعتماد سازه‌های دارای نقص، بسیار کمتر از قاب‌های آرمانی آیین‌نامه‌ای می‌باشد. ثانیاً، خسارات متوسط سالیانه قاب‌های اجرا شده دو برابر قاب‌های آرمانی است. ثالثاً، نقص اجرایی در سازه‌های با ارتفاع بیشتر، تاثیر فزاینده ای بر افزایش احتمال خرابی و خسارات متوسط سالیانه قاب‌ها خواهد داشت. این نتایج نشان‌دهنده‌ی این واقعیت است که به دلیل ضعف اجرایی، ایمنی سازه های اجرا شده در ایران بسیار کمتر از میزان مورد نظر در آیین‌نامه است و با افزایش بلندی سازه، از میزان آن کاسته می شود. بدین‌منظور پیشنهاد می‌شود استفاده از مقاطع مرکب جفت با بال نیم پهن در ستون‌های قاب خمشی محدود شده و یا تمهیدات ویژه‌ای (مانند کاهش ضریب رفتار) برای آنها در نظر گرفته شود و نظارت کافی بر اجرای این سازه‌ها اعمال گردد.