بررسي تاثير صلبيت ديافراگم كف طبقات بر رفتار ساختمانهاي بلند بتني با ديوارهاي برشي ناپيوسته تحت بازگذاري جانبي

Investigation of the Rigidity of Floor Diaphragms on the Behavior of Concrete Tall Buildings with Staggered Shear Walls under Lateral Loading

در بيشتر موارد مهندسان محاسب بدون آنكه تشخيص درستي از نحوۀ عملكرد ديافراگم كف داشته باشند، آن را صلب فرض مي كنند. اگرجه اين فرض در بيشتر موارد قابل قبول است، اما بايد دانست كه عواملي نيز وجود دارد كه مي توانند اين فرضيه را تا حدودي مخدوش كنند. از جمله ساختمانهايي كه بايد در تحليل آنها، نسبت به رفتار واقعي ديافراگم توجه خاص شود. ساختمانهاي بتني با ديوارهاي برشي ناپيوسته1 اند. با توجه به اينكه در اين سازه ها ديوارها بر روي يكديگر قرار ندارند، لذا نيروي برشي ناشي از بارگذاري زلزله، توسط ديافراگم كف به ديوارهاي تراز پايينتر انتقال داده مي شود. بنابراين بررسي صلبيت ديافراگم كف در اين سازه-ها، به خصوص در طبقات پايين ساختمان، از اهميت خاصي برخوردار است. در اين مطالعه، به منظور بررسي اثر صلبيت ديافراگم كف در اين سازه ها، پارامترهايي همچون، تعداد طبقات نسبت طول به عرض ساختمان، ضخامت ديوارها و ديافراگم كف، در ساختمانهاي بتني با اشكال پلان مستطيلي و I شكل در نظر گرفته شده اند. كليۀ تحليلها به صورت ديناميكي طيفي، بر اساس طيف شتاب پيشنهادي استاندارد 2800 و با استفاده از نرم افزار ANSYS 5.4 صورت گرفته است. نحوۀ رفتار اين سازه ها و مقايسۀ پاسخهاي حالت ديافراگم صلب و انعطاف پذير در مورد فركانسها، حداكثر تغيير مكانها، برش ديوارها و ستونها، از جمله نتايج اين تحقيق است.

In most cases, structural engineers assume a concrete floor to be a rigid diaphragm. Although this simplification is in most cases acceptable, it should be noted that such an assumption may be distrusted due to certain problems. Concrete structures with staggered shear walls are among those whose analysis should be conducted with special concern for the behavior of their floor diaphragms. However, in the structures with staggered shear walls, the horizontal shear due to lateral loads is transmitted to the lower stories through the floor diaphragm since the walls are not usually located over each other in consecutive stories. Therefore, the rigidity of the floor diaphragm is of great importance. In the present study, a parametric analysis was performed to investigate the effect of the rigidity of the floor diaphragm on the load-carrying procedure of the structures with staggered shear walls. The investigated parameters were the number of stories, the ratio of length to width of the plan, and the thickness of walls and diaphragms. Furthermore, the study was carried out for both rectangular and I-shaped plans. All analyses were dynamically performed by ANSYS 5.4 using acceleration spectrum recommended by Iranian Building Code Standard No. 2800. Finally, the behavior of these structures and comparison of the frequencies, the maximum lateral displacements and the shear in the walls and columns as the responses of rigid and flexible diaphragms were highlighted and outlined.