ارزیابی حاشیه ایمنی فروریزش قاب‌های خمشی فولادی با نامنظمی جرمی در ارتفاع

جلوگیری از فروریزش سازه ها تحت زمین لرزه های شدید به یکی از اهداف اصلی آیین نامه های لرزه ای و طراحی سازه‏ها تبدیل شده است. اکثر آیین‏نامه‏های متداول طراحی سازه‏ها بیان می‏کنند که سازه‏هایی که بر اساس آن آیین‏نامه‏ها‏ طراحی می‏شوند، در حداکثر زلزله محتمل احتمال فروریزش پایینی دارند. اما حاشیه ایمنی فروریزش سازه‏هایی که با استفاده از این آیین‏‏نامه‏ها طراحی شده‏اند به روشنی مشخص نمی‏باشد. گزارش fema p695 برای ارزیابی حاشیه ایمنی فروزیزش سازه‏ها روشی را پیشنهاد داده است. بر اساس این روش کمیتی به عنوان حاشیه‏ی ایمنی فروریزش (cmr) برای سازه‏ها تعریف می‏شود. در بسیاری از مواقع به دلیل تغییر کاربری در طبقات مختلف، نامنظمی جرمی در ارتفاع سازه به‏وجود می‏آید. در این پژوهش با توجه به متداول بودن و اهمیت سازه‏های دارای نامنظمی جرمی در ارتفاع، حاشیه ایمنی فروریزش قاب‏های خمشی ویژه فولادی دارای نامنظمی جرمی در ارتفاع که بر اساس استاندارد 2800 طراحی شده‏اند مورد ارزیابی قرار می‏گیرد. برای بدست آوردن ظرفیت فروریزش سازه‏های درنظر گرفته شده از تحلیل‏های دینامیکی افزاینده (ida) استفاده می‏شود. تعداد طبقات (قاب‏های 5 و 10 طبقه)، مقدار جرم طبقه سنگین (2 و یا 3 برابر جرم سایر طبقات) و محل آن (طبقه اول، طبقه میانی و یا بام) به عنوان متغیرهای این پژوهش می‏باشند. نتایج بدست آمده نشان می‏دهند که با افزایش تعداد طبقات، مقدار cmr به شدت کاهش می‏یابد. به عبارت دیگر سازه‏هایی که بر اساس استاندارد 2800 طراحی می‏شوند، حاشیه ایمنی فرویزش یکسانی ندارند. همچنین، بررسی اثر نامنظمی جرمی در ارتفاع نشان داد که بیشترین مقدار cmr زمانی حاصل می شود که نامنظمی جرمی سه برابر در طبقه میانی سازه واقع می‏شود. در حالیکه، کمترین مقدار cmr‌ هنگامیکه طبقه سنگین با نسبت جرم 3 در بام سازه قرار گیرد، بدست می‏آید.