بررسي رفتار قابهاي فولادي خمشي، دوگانه و خورجيني با طرح بهينه شده در محيط هاي خطي و غيرخطي تحت اثر زلزله

بهينه يابي ميتواند به عنوان ابزاري مناسب براي بررسي طرح سيستم هاي سازه اي، مورد استفاده قرار گيرد. در اين مقاله طرح نمونه هايي از قابهاي فولادي خمشي(Rigid) ، دوگانه (Dual) و خورجيني (Continuous Double-Beam)با استفاده از يكي از الگوريتمهاي ضابطه بهينگي(Optimality Criteria) تحت اثر بارهاي استاتيكي مجاز و حدي آئين نامه اي زلزله ، در محيط هاي خطي و غيرخطي بهينه شده است. براي بهينه كردن قابها در محيط خطي قيدهاي تنش و تغييرمكان ودر محيط غيرخطي قيدهاي مقاومت نهايي و تغييرمكان در نظر گرفته ميشوند. سپس منحني هاي بار-تغييرمكان قابهاي بهينهشده تا حد خرابي، با استفاده از روش آناليز استاتيكي غيرخطي با بارهاي فزاينده استاتيكي آئين نامه اي زلزله (Pushover Analysis) بدست مي آيد. با معلوم بودن سختي اوليه قابهاي بهينه شده، منحني هاي رفتار غير الاستيك آنها براي شدتهاي مختلف زلزله در محدوده شتاب ثابت بصورت تئوري ترسيم گرديده و با منحني هاي بار-تغييرمكان بدست آمده از آناليزغيرخطي آنها مقايسه ميگردد. نتايج حاصل از بهينه يابي سيستم هاي سازه اي ذكر شده نشان مي دهد كه در بين طرحهاي بهينه بدست آمده در محيط خطي سيستم سازه اي قاب خورجيني با تيرهاي سراسري تا تراز هشت طبقه داراي كمترين وزن سرانه ميباشد. براي ترازهاي بيش از هشت طبقه طرح قاب دوگانه داراي كمترين وزن سرانه است. در محيط غيرخطي طرح قاب دوگانه در كليه ترازهاي طبقاتي داراي كمترين وزن سرانه ميباشد. طراحي قابها در محيط غيرخطي باعث كاهش شكل پذيري مؤثر، كاهش مقاومت و توزيع يكنواخت تر مفاصل پلاستيك در اعضاي آنها تحت اثر بارهاي نهائي استاتيكي ميشود.كاهش مقاومت نسبت به حالت طراحي خطي ، با افزايش تعداد طبقات كمتر شده و شكل پذيري مؤثر كاهش مي يابد. مقايسه رفتار غير الاستيك طرحهاي بهينه قابهاي فوق الذكر در ترازهاي مختلف قابهاي چهار و هشت طبقه نشان مي دهد كه قاب خمشي طرح شده تحت اثر بارهاي حدي در محيط غيرخطي قادر است در حالت نهايي زلزله با شدت بالاتري را تحمل كند.