بهينه‌سازي فرم سيستم كابلي مورد استفاده در مقاوم سازي ساختمانهاي بتني

Optimization of cable system form, used in concrete structures in order to rehabilitate them

در ساختمانهاي بتني براي مقابله با نيروهاي جانبي، سيستم‌هايي مانند قاب خمشي، ديوار برشي بتني و فولادي، سيستم قاب ديوار، مهاربندي‌هاي فلزي و . . . استفاده مي‌شوند. موضوع اين مقاله بررسيستم كابلي و بهينه‌سازي فرم كابل در آن مي‌باشد. در اين سيستم از كابلهاي پيش‌تنيده براي افزايش سختي جانبي سازه و ميراگرهاي فنري با مايع ويسكوز جهت افزايش استهلاك انرژي، استفاده مي‌شود. سيستم كابلي به دليل مقاومت كششي بالاي كابل، سهولت و سرعت بالاي اجرا، اقتصادي تر بودن آن و ... مي‌تواند جايگزين سيستم‌هاي ديگر شده و يا براي مقاوم‌سازي سازه‌هاي موجود استفاده گردد. با استفاده از اين سيستم علاوه بر ايجاد كاهش قابل ملاحظه در تغيير مكان جانبي نسبي طبقات، مي‌توان در مقادير آنها يكنواختي ايجاد كرد. اين امر توسط تغيير نقطه عبور كابل از كف طبقات و تنظيم سختي جانبي ناشي از آن ممكن مي‌شود. براي بررسي سيستم كابلي دو قاب بتني سه و شش طبقه، با مدلسازي سيستم در نرم‌افزار SAP 2000، در نظر گرفته شده و حالت بهينه انتخاب شد. مقايسه نتايج قاب خمشي با حالت بهينه سيستم كابلي نشان مي‌دهد كه در اين حالت، بيشترين درصد كاهش تغيير مكان جانبي نسبي، مربوط به طبقاتي است كه در سيستم قاب خمشي بيشترين مقدار را داشتند.

In this paper the rehabilitation of concrete structures with a new system is considered. In this system pre- stressed cables with energy dissipating viscous spring dampers at the end of each cable, are used to increase structure lateral stiffness. Cable system can be replaced with other system due to their high tensile resistance, their easy replacement, high speed performance, economical matters and so on. This system can be used to retrofit existing structures. Using this system not only reduces stories relative lateral displacements considerably but also allows them to have nearly equal displacements. In other words lateral stiffness resulted form cable in each story can easily be set by changing the passing position of cable and floor, according to frame displacement results. Two concrete frame structures one three and another six story buildings- were modeled with the SAP 2000 package and optimum of cable form was obtained. Comparing flexural frame results with cable system optimized case showed that the most reduction in relative lateral displacement occurred in the stories which had maximum displacements in flexural frame system.