خلاصه
ساخت و ساز الوار متقاطع با قاب بالون (CLT) در مقایسه با ساخت و ساز از نوع پلت فرم دارای چندین مزیت است. با این حال، بسیاری از استانداردهای بین المللی فقط شامل مقرراتی برای دومی هستند، زیرا تحقیقات کمی در مورد آن گزارش شده استseismic performanceاز سابق. در این مقاله، ارزیابی شکنندگی لرزه ای یک ساختمان CLT چهار طبقه با قاب بالونی در ونکوور، کانادا، ارائه شده است. این سازه اولین سازه در آمریکای شمالی است که مبتنی بر اصطکاک خود محور استtechnologyبرای نگهدارنده ها (HDs). عملکرد لرزه ای ساختمان با انجام تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) بر روی یک دستگاه سه بعدی ارزیابی شد.finite element modelبا استفاده از CascadiaSubduction Zoneحرکات زمین، و در مقایسه با مدل ساختمان دوم با HDهای معمولی از نوع رولپلاک. تجزیه و تحلیل در سطح شدت طراحی نشان داد که ساختمان خودمرکز دارای میانگین حداکثر نسبت رانش بین طبقاتی 0.67٪ است، بسیار کمتر از حد رانش 2.5٪ مشخص شده در قانون ملی ساختمان کانادا. بر اساس IDA و با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها، ساختمان دارای نسبت حاشیه ریزش 2.96 و احتمال ریزش 5.2 درصد در سطح طراحی بود. در مقایسه با HDهای معمولی، HDهای مبتنی بر اصطکاک ظرفیت فروریختن ساختمان را بهبود ندادند، اما رانش ساختمان را تا بیش از 20 درصد در حالت‌های آسیب کمتر کاهش دادند که نشان‌دهنده کارآمدی طراحی ساختارهای CLT با قاب بالونی با خود مرکزی ارتجاعی است. HD در بالاseismic zones.
معرفی
در سال 2022، جمعیت جهان به 8 میلیارد نفر رسید و سازمان ملل پیش بینی کرده است که این تعداد در سال 2050 به 9.8 میلیارد نفر برسد [1]. در نتیجه، حدود 2 میلیارد شهرنشین در جهان تا 30 سال آینده به مسکن جدید نیاز خواهند داشت. در این زمینه، ساختمان ها در حال حاضر 39 درصد از انتشار کربن در سطح جهان را تشکیل می دهند که 11 درصد آن تنها از مصالح ساختمانی است [2]. تأثیرات محیط ساخته شده بر تغییرات آب و هوایی جهانی، ذینفعان ساخت و ساز را ملزم می کند تا به دنبال راه حل های پایدارتر برای شهرنشینی ایمن، سریع و سازگار با محیط زیست باشند.
محصولات چوبی انبوه، مانند الوار متقاطع (CLT) در برنامه های کاربردی به طور فزاینده ای برای رسیدگی به این مشکل استفاده می شود. نشان داده شده است که چوب به عنوان یک مصالح ساختمانی، کمترین تأثیر زیست محیطی را در طول چرخه عمر یک ساختمان دارد [3]. الوار 57 و 26 درصد انرژی کمتری دارند، 81 درصد و 34 درصد گازهای گلخانه ای کمتری منتشر می کنند و به ترتیب 47 و 24 درصد آلاینده های کمتری نسبت به بتن و فولاد منتشر می کنند [4]. علاوه بر این، از آنجایی که پانل های CLT پیش ساخته هستند، زمان ساخت به شدت کاهش می یابد و در نتیجه هزینه های سرمایه کمتر و اشغال سریع تر می شود [5]. پانل های CLT برای اعضای صفحه مانند دیوارهای برشی و دیافراگم ها به عنوان بخشی از سیستم های مقاوم در برابر بار جانبی (LLRS) مناسب هستند [6]، و تحقیقات اخیر امکان ساخت ساختمان های بلند CLT را در مناطق با لرزه بالا به عنوان بخشی از طراحی چوبی منظم نشان داده است. تمرین [7]،
از آنجایی که پانل های CLT به دلیل سختی بالای درون صفحه، رفتار تقریباً صلب از خود نشان می دهند، رفتار دینامیکی و شکل پذیری ساختمان های CLT تحت بارهای جانبی به شدت به اتصالات وابسته است [7]، [8]. ساختمان‌های بلند ساخته‌شده در مناطقی با شدت زلزله بالا، نیازهای زیادی را در «هولد پایین» (HDs) – دستگاه‌هایی که در برابر بالا آمدن و واژگونی مقاومت می‌کنند، مواجه می‌کنند [9].
این تقاضاها در مورد HDها در ساخت و ساز با قاب بالونی [10]، [11] افزایش می یابد، یک نوع ساخت و ساز که هنوز برای CLT در ساخت کد ملی ساختمان کانادا (NBCC) مشخص نشده است. متفاوت از ساختار قاب پلت فرم، که در آن پانل های دیواری در هر طبقه به کف متصل می شوند تا یک سکو را برای اعضای سازه ای بالا تشکیل دهند، در ساخت قاب بالونی، دیوارهای CLT در چندین طبقه با دیافراگم های کف متصل به دیوارها پیوسته هستند. با استفاده از دفتر کل [6]، [12]. ساخت CLT با قاب بالون برای ساختمان های بلند مناسب تر تلقی می شود زیرا از فشار زیاد عمود بر دانه در طبقات پایین جلوگیری می کند [13]، [14]، تعداد اتصالات در پایه دیوار را کاهش می دهد و دیوار را سرعت می بخشد. مونتاژ از آنجایی که پانل های کمتری در محل کار می شود. با این حال، با توجه به پانل های دیواری بلندتر که در ساخت قاب بالن استفاده می شود،
چندین دستگاه HD کم آسیب در سال های اخیر توسعه یافته اند [7]، [15]، [16]. در میان آن‌ها، یک دستگاه اتلاف انرژی مبتنی بر اصطکاک، که برای ساختمان‌های بتن مسلح توسعه یافته است [17]، یک راه‌حل امیدوارکننده برای طراحی کم آسیب ساختمان‌های CLT با قاب بالن است. اجرای مفهوم خود محوری، هاشمی و همکاران. [18] و [19] یک مفصل اصطکاکی لغزش ارتجاعی (RSFJ) ایجاد کردند که می تواند به LLRS کمک کند پس از حوادث زلزله برای دستیابی به یک سیستم ساختاری ارتجاعی در مرکز قرار گیرد [20]. فناوری RSFJ، که به صورت تجاری تحت نام تجاری “Tectonus” در دسترس است، برای اولین بار در آمریکای شمالی در یک ساختمان CLT با قاب بالون واقع در ونکوور، کانادا [21]، به شکل 1 استفاده شده است.
Tectonus HD به عنوان ضربه گیر ساختمان در هنگام زلزله عمل می کند و باعث اتلاف انرژی و میرایی در طول چرخه لرزه می شود. این قابلیت را دارد که پس از پایان لرزش به موقعیت اولیه خود بازگردد و طبق آزمایشات سطح جزء آسیب نبیند [18]، [19]. این ویژگی خاص پتانسیل را برای اشغال مجدد فوری پس از یک زلزله مهم نشان می دهد. با این حال، بررسی های جامع تری برای ارزیابی عملکرد دستگاه در سطح سیستم ضروری است.
هدف از تحقیق ارائه شده در اینجا ارزیابی خطر سقوط یک ساختمان چهار طبقه CLT با قاب بالن و اثربخشی دستگاه RSFJ در یک منطقه با لرزه بالا بود. برای دستیابی به این هدف، تحلیل‌های تاریخچه زمانی غیرخطی (NLTHA) و تحلیل‌های دینامیکی افزایشی (IDA) برای ارزیابی اتلاف انرژی و ظرفیت خود محوری دستگاه RSFJ، و ب) کمی کردن شکنندگی ریزش لرزه‌ای بالون انجام شد. ساختمان قاب بندی شده این تحلیل‌ها با استفاده از یک مدل عددی سه‌بعدی (سه‌بعدی)، با حرکات ناحیه فرورانش Cascadia به دنبال یک روش سه‌بعدی انتخاب شدند. یک روش کالیبراسیون بر اساس معادل انرژی برای مدل سازی دقیق دستگاه RSFJ توسعه داده شد. علاوه بر این،
قطعات بخش
توضیحات ساختمان
این ساختمان 4 طبقه که در ونکوور کانادا واقع شده است با استفاده از پانل های CLT برای طبقات، راه پله ها، هسته های آسانسور و همچنین دیوار آتش در حال نابودی طراحی و ساخته شده است. ابعاد ساختمان 36.8 متر در 11.4 متر است، شکل 2a را ببینید، با ارتفاع طبقه 4.7 متر برای طبقه اول و 3.6 متر برای طبقات بالا. دیواره های CLT دارای سه ضخامت هستند: 139 میلی متر (W4) و 190 میلی متر (W6) در درجه مقاومت V2.1 و 245 میلی متر (W5) در درجه E1 [22]. دیوارها دارای قاب بادکنکی هستند و دفترهای دفتری به آن متصل شده اند
تحلیل مودال
همانطور که در جدول 2 خلاصه شده است، اولین حالت مدل OpenSees ساختمان در جهت کوتاه Y (شرق-غرب) با دوره بنیادی 0.79 ثانیه بود. حالت دوم با حالت انتقالی در جهت طولانی X (شمال-جنوب) و حالت پیچشی با دوره 0.49 ثانیه همراه شد. حالت سوم و چهارم به ترتیب دومین حالت انتقالی در جهت شرق-غرب و شمال-جنوب بودند. اشکال مودال مشاهده شده در مدل OpenSees المان محدود مطابق با الاستیک ETABS
نتیجه گیری
این مطالعه از NLTHA و IDA برای ارزیابی اتلاف انرژی و ظرفیت خود مرکزی دستگاه Tectounus HD در ساخت و ساز CLT با قاب بالن در یک منطقه با لرزه بالا استفاده کرد. این مطالعه با انجام مدل‌سازی عددی سه‌بعدی و به‌کارگیری حرکات ناحیه فرورانش Cascadia، بینش‌هایی درباره آسیب‌پذیری ساختمان در برابر رویدادهای لرزه‌ای ارائه می‌کند. ساختمان CLT با قاب بالونی با تکتونوس HDs معیار طراحی لرزه ای ونکوور را با حداکثر رانش زیر حد 2.5 درصد برآورده کرد.
دیدگاه خود را بنویسید