عملكرد لرزه اي غيرخطي ستون كوتاه در سازه‌هاي بتن آرمه با اختلاف تراز طبقه

Behavior of Short Column in RC Structures with Different Floor Level

وجود پديده‌ي ستون كوتاه يكي از عوامل موثر خرابي ساختمان‌ها در زلزله‌هاي گذشته مي باشند . اين پديده‌ي مخرّّب به دليل اختلاف طول ستون در يك طبقه مشخص رخ مي‌دهد كه عمدتاً به دليل قرارگرفتن ساختمان روي سطح شيبدار يا محدود شدن ستون و ديوار با عناصر غيرسازه‌اي نظير ديوارهاي آجري و بازشوها و يا وجود اختلاف تراز طبقه در سازه‌هاي با اختلاف تراز طبقه مي‌باشد. ملاحظات معماري از قبيل قرار گيري پيلوت و يا واحدهاي تجاري در همكف و يا جلوگيري از تجمّع ورودي هاي مختلف در مجتمع هاي آپارتماني، سازه‌هاي با اختلاف تراز طبقه را پديد مي آورد كه در آن ها كف هاي طبقات با اختلاف ترازي نسبت به هم در دو يا چند تراز ارتفاعي مختلف ايجاد مي‌شوند. در سازه‌هاي با اختلاف تراز طبقه عمده‌ي مشكلات ناشي از عدم پيوستگي ديافراگم كف مي باشد كه باعث تغييرات چشم گيري در پريود و سختي و پخش نيروي زلزله و بارگذاري لرزه اي سازه مي گردد. در اين تحقيق به بررسي رفتار غيرخطي ستون هاي كوتاه بتن آرمه در قالب سازه هاي با اختلاف تراز طبقه4 ، 8 و10 طبقه پرداخته شده است. ستون هاي كوتاه و سازه هاي مورد نظر تحت دو ركورد زلزله طبس و السنترو با شتاب‌هاي مختلف حداكثر زمين (PGA) با كمك نرم افزار IDARCv6.0 مورد تحليل ديناميكي غيرخطي قرارگرفته اند. در اين تحليل نتايج حاصل از حداكثر پاسخ، برش، شاخص كلي خسارت و تاريخچه زماني آنها، نسبت سهم ستون كوتاه در خرابي سازه و . . . براي هر ركورد زلزله مورد بررسي و ارزيابي قرارگرفته اند.

Abstract Engineering structures as well as office or apartment buildings are affected by earthquakes. A common cause of failure seems to be shear stresses. The earthquake tremor developed at different floor levels need to be brought down along the height to the ground by the shortest path. Short column phenomenon is one of the frquent causes of buildings failure in the past earthquakes. This destructive phenomenon is due to the column height difference in a story level that is predominantly owing to the location of building on sloppy ground. These buildings have unequal height columns along the slope, which causes poor effects like twisting and damage in shorter columns. In some buildings, few or no walls are provided at the first story (pilot). In the structures with difference in the story levels, major problems is due to the discontinuity of floors diaphragm that causes significant changes in natural period, stiffness and distribution of earthquake forces. In this study, at first, seismic behavior of short column phenomenon is determined, then, nonlinear behavior of RC short columns in the 4, 8 and 10 story buildings with story level difference is investigated. Short columns and mentioned structures are analyzed under the earthquake records of Elcentro and Tabas with different peak ground acceleration using IDARC software which is nonlinear dynamic analysis program. In this investigation, the results of maximum response, base shear, global damage index and displacement time history and effect of short column in structural failure are evaluated.