بررسی رفتار و اندازه گیری استحکام اتصال های مقاوم در برابر زلزله درسازه قاب سبک سپیدار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه زابل، دانشکده منابع طبیعی

2 استاد دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی

3 عضو هیات علمی دانشگاه تهران، دانشکده فنی

چکیده

زلزله مهم‌ترین رویداد طبیعی ناگوار در ایران است که رخداد آن هراز گاهی آسیب ها و زیان های جانی و مالی بسیاری به جای می‌گذارد. این آسیب ها و زیان ها اغلب به دلیل ساختار غیر مقاوم ساختمان‌ها به زلزله و به کارگیری مصالح نامناسب تشدید شونده است. برای تعیین رفتار  پویایی (دینامیکی) سازه های چوبی قاب سبک قابل پیشنهاد برای ساخت ساختمان یک طبقه تک خانواری در ایران یک سازه قاب سبک ساختمانی در مقیاس یک- سوم از یک واحد طرح اولیه 54 متر مربعی ساخته شده و در آن از اتصال های نبشی ساده که به آسانی قابل ساخت در کارگاه های ساده آهنگری های ایران باشد استفاده شد. برای درک رفتار  سازه، فرکانس طبیعی سازه، شتاب در نقاط مختلف سازه، جابه جایی جانبی و نیز پاسخ اتصال ساخته شده به نیروهای کششی و فشاری توسعه یافته به علت نیروی جانبی ناشی از بارگذاری پویایی، اندازه گیری و مورد بررسی واقع شد. نتایج بررسی تعیین رفتار پویایی سازه های چوبی بر حسب نسبت طیف فوریه (Fast Fourier Transform (FFT)) بیشینه شتاب بالای سازه به شتاب پایین سازه در آزمون های شتاب سینوسی نشان داد که فرکانس طبیعی سامانه، ده هرتز (hz10 fn=) می باشد، چون فرکانس ده هرتز بیشترین تفاوت دامنه یا تشدید (amplitude) را دارا می باشد. . این نتایج با یافته های شتاب نگاشت شتاب سینوسی با فرکانس 10 هرتز و g64/0 نیز هماهنگی داشت. سختی سازه kg/cm 781250 به دست آمده است. به علاوه نتایج به دست آمده از چند آزمون شتاب سینوسی برای تعیین میرایی تاخیری رقم %9/3 را برای این کمیت نشان داده است. خلاصه نتایج آزمون شتاب های سینوسی ،فرکانس جاروبی و تاریخچه زمانی زلزله کوبه و زلزله طبس نشان داد که بیشترین تغییرها (جابه جایی جانبی ناشی از بار گذاری پویایی ) مربوط به آزمون شتاب سینوسی با فرکانس 8 هرتز وg 18/1 می باشد که حتی بیشترین میزان ثبت شده آن (mm76/0) کم تر از حد تعیین شده توسط آیین نامه بین المللی ساختمانی (IBC) می باشد که در آن حد مجاز جابه جایی جانبی را 1% ارتفاع طبقه می داند (mm 30جابه جایی را برای طبقه ای به ارتفاع m3 مجاز می داند که با توجه به ضریب مقیاس، این رقم برای مدل معادلmm76/5 خواهد بود). اما در مورد نیرو باید گفت که بیشترین نیروی کشش و فشار در آزمون فرکانس10 هرتز و g 85/0 روی می دهد که به علت پدیده تشدید در این فرکانس می باشد. بنابر این در پدیده تشدید، بیشترین نیرو به اتصال ها وارد می شود که در این مورد نزدیک به 30% وزن سازه به هر پیچ اتصال می رسد. بنا براین لزوم به کار گرفتن یک اتصال خوب و مقاوم می تواند به میزان زیادی از آسیب‌های نه تنها جانی در حوادث زلزله بلکه حتی خسارات مالی را نیز به طور قابل توجهی کاهش دهد. هیچ شکست قابل توجهی نیز در سازه دیده نشده است.
 

کلیدواژه‌ها


1- Anil K. Chopra "Dynamics of Structures: Theory and Application to Earthquake Engineering; Tahoni, Shapor; Elm-o- Adab Publication; Tehran; 1383; P. 42. (To Persian)

2-Bargi Khosro; Earthquake Engineering Principle; Tehran University; 1382; P.163, 164; (To Persian)

3- N. N. Ambraseys, Melville, C. P. ; A History of Persian Earthquakes; Radeh, Abulhasan; Agah Publication; 1370; P.98-100. (To Persian).

4- Minoru Wakabayashi; Design of Earthquake-Resistant Buildings; Sadatpor, Mohammad Mehdi; Isfahan University of technology; 1372; P.17; (To Persian).

5 -Andre Filiatrault, David Fischer Bryan Folz Chia-Ming Uang Frieder Seible; http://www.curee.com/ Shake table tests of a tow-story house; california,2002;

6 -American Society for Testing and Materials, Annual Book of ASTM Standard, West Conshohocken, PA, 2000- E 72-98, Standard test methods of Conducting Strength Tests of Panels for Building Construction

7 -American Society for Testing and Materials, Annual Book of ASTM Standard, West Conshohocken, PA,2000 -E 564-95, Standard test methods of Static Load Test for Shear Resistance of Framed Walls for Building

8 -APA; Engineered Wood Handbook; Thomas G. Williamson, P.E., Editor Mc Graw-Hill, Two Penn Plaza , New York, NY 10121-2298; 2002.

9 -Dolan, J.D., The Dynamic Response of Timber Shear Walls, Ph.D. thesis, The University of British Colombia, Vancouver, 1989

10- Engel, H. Measure and Construction of the Japanese House, Chales E. Tuttle Co.

11- Ficcadenti,S.J., T.A. Castel, D.A. Sandercock. And R.K. Kazanjy, Laboratory Testing ti Investigate Pneumatically Driven Box Nails for the Edge Nailing of 3/8ً Thick Plywood Shear Walls, in Proceedings,64th SEAOC Annual Convention, Indian Wells, CA, October 19-21, Structural Association of California, Sacramento, CA,1995.ca/eng/publications/publ ication.html http://www.forintek

 12 -Forintek Canada Corporation,  

13 -He,M.,H. Magnusson, F. Lam, and H.G.L. Prion, Cyclic Performance of Perforated Wood Shear Walls with Oversize OSB Panels, Journal of Structural Engineering, vol.125, no. 1, pp,10-18, 1999.

14- Iai Susumu; similitude for shaking table tests on soil-structure-fluid model in 1g gravitational field; Soil And Foundations ; Vol.29 No1; Japanese Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering; 1989

15- International Code Council, Inc; 2000 International Building Code (IBC 2000) ; Falls Church, VA.2003

16 -Kenichi Katagihara; Preservation and Seismic Retrofit of the Traditional Wooden Buildings in Japan ;Van nostrand reinhold , New York , 1989 ; Washington DC ; 2001

17 -Khalid M. Mosalam; Task 1.1.2: Shake Table Tests of a Multi-Story Apartment Building ,University of California ; 2001; http://www.curee.com.

18 -Lam, F., H.G.L. Prion, And H. Ming, Lateral Resistance of Wood Shear Walls with Large Sheathing Panels, Journal of Structural Engineering, vol.123, no. 12, pp,1666-1673, 1997.

19 -M. D. Symans1, W.F. Cofer2, K.J. Fridley3 and Y. Du4 ;Seismic Response of Light-Framed Wood Buildings, Irvine; 2001; http:// www.curee.com.

20 -Medearis K; static and dynamic properties of shear structures; Proc. Inc. Symo.1966; Mexico City 6.

21 -Porter,M.L., Sequential Phase Displacement (SPD) Procedure for TCCMAR Testing, in Proceedings, 3rd Meeting of the Joint Technical Coordination Committee on Masonry Research, U.S.-Japan Coordinated Earthquake Research Program, Tomanu, Japan, 1987.

22 -Rocha, M., The Possibility of Solving Soil Mechanics Problems by the Use of Models, Proc. 4th ICSMFE, Vol. 1, pp. 183-188, 1957.

30 -Rose, J. D., and T.D. Skaggs, Wood Structural Panel Sheathing for Narrow Shear Walls Bracing, Research Report 156, APA-The Engineering Wood Association ,Tacoma, WA,2001.

23- Rose, J. D., Preliminary Testing of Wood Structural Panel Shear Walls Under Cyclic(Reversed) Loading, Research Report 158, APA-The Engineering Wood Association ,Tacoma, WA,1996.

24- Structural Engineering Association of Southern California (SEAOSC), Standard Method of Cyclic(Reversed) Load Test for Shear Resistance of Framed Walls for Building, SEAOSC, Whittier, CA, 1996.

http://www.curee.org/projects/woodframe25 -The Consortium of University for Research in Earthquake Engineering (CUREE), project/woodframe project.html.

26-Watabe M., K. Kawashima, A study on shear strength of wooden wall ;REP.BUILD. RES. INS.; Tokyo.59; 1971

27-Yan XIAO, Ph.D., PE Dr. L. Xie, Behavior of Shear Walls; University of California;2001; www.curee.com;

مرکز آمار ایران28-http://www.

31-MicrocalTM OriginTM, Origin, Vertion 5.0, One Roundhouse Plasa, Northampton,MA011060USA; http://www.microcal.com

32-SPSS For Windows, Standard Vertion