تعيين ضريب رفتار قاب‌هاي خمشي فولادي با شكل پذيري متوسط با در نظر گرفتن اثر نرمي اتصال

سيستم‌ قاب خمشي فولادي به دلايل متعددي از جمله سرعت ساخت بالا، مقاومت و شكل‌پذيري مناسب و ... مورد استفاده قرار مي‌گيرد. بزرگترين مزيت اين سيستم، مربوط به ملاحظات معماري و امكان ايجاد بازشو در دهانه هاي مختلف مي باشد. اتصالات اين سيستم سازه اي از تاثيرگذارترين مولفه ها در پاسخ هاي اين سيستم مي باشند. در فرايند تحليل و طراحي اين سيستم سازه اي، فرض بر آن است كه اتصالات داراي رفتاري كاملاً صلب مي‌باشند. تحقيقات گذشته نشان داده اند كه فرض صلب بودن رفتار اتصال، به دلايل متعدد ممكن است صحيح نباشد و سبب ايجاد خطا در نتايج تحليل و طراحي شود. در اين مقاله، تاثير نيمه صلب بودن اتصالات تير به ستون، بر رفتار لرزه اي قاب هاي خمشي فولادي در راستاي تعيين ضريب رفتار سازه، مورد بررسي قرار گرفته‌ است. بدين منظور قاب هاي خمشي فولادي با شكل پذيري متوسط، با تعداد دهانه ها و طبقات مختلف شامل قاب هاي يك و دو طبقه ي يك دهانه، قاب هاي دو، چهار، شش، هشت و ده طبقه ي دو دهانه، قاب هاي سه، شش، نه و دوازده طبقه ي سه دهانه و قاب هاي دو، شش، ده و چهارده طبقه ي چهار دهانه در نظر گرفته شدند و براساس ويرايش چهارم آيين نامه‌هاي 2800 و مبحث 10 مقررات ملي ساختمان، تحليل و طراحي شدند. در ادامه، تحليل بار افزون روي اين قاب ها انجام شد و منحني ظرفيت اين قاب ها، يكبار با فرض صلب بودن اتصال و سپس با در نظر گرفتن نرمي اتصال (يكبار با فرض 60 درصد مقاومت نهايي و بار ديگر با فرض 80 درصد مقاومت نهايي) با استفاده از نرم افزار OpenSees، استخراج گرديد. به منظور مدل‌سازي رفتار اتصال در اين نرم افزار، از دو فنر با طول صفر، در انتهاي تيرها استفاده گرديد و منحني لنگر دوران اتصال، به اين فنرها اختصاص داده شد. سپس ضريب رفتار هر قاب با استفاده از روش پيشنهادي FEMA P695 محاسبه گرديد. نتايج نشان مي‌دهد كه براي قاب ها با فرض اتصال صلب، ضريب رفتار محاسبه شده نزديك به 5 مي باشد، كه مقدار توصيه شده براي اين سيستم سازه اي در آئين نامه 2800(ويرايش چهارم) مي باشد. همچنين مقايسه ي ضرايب رفتار قاب هاي داراي اتصال صلب و نيمه صلب (60 درصد) نشان مي دهد كه مقادير ضريب رفتار در اين قاب ها، در يك محدوده مي‌باشند. ارزيابي نتايج نشان مي دهد كه با در نظر گرفتن نرمي اتصالات، اگرچه مقاومت سازه كاهش يافته است،  شكل‌پذيري سازه افزايش يافته و نهايتاً مقدار ضريب رفتار افزايش يافته است. از بين قاب هاي بررسي شده، در قاب هاي 2 دهانه ي 10 طبقه، 3 دهانه ي 12 طبقه و 4 دهانه ي 14 طبقه، ضريب رفتاري كمتر از 5 حاصل شده است. بررسي نسبت ارتفاع به طول دهانه اين قاب ها نشان مي دهد كه در اين سازه ها، نسبت ارتفاع سازه به طول دهانه در مقايسه با سازه هاي ديگر بيشتر مي باشد و به نوعي مي توان اين سازه ها را نسبت به ديگر سازه هاي بررسي شده، جز سازه هاي لاغر در نظرگرفت.