شکل پذیری، منجی سازه در برابر زلزله
منجی ساختمان های مختلف در برابر زمین لرزه و تکان های مختلف، امکان شکل پذیری سازه در برابر زلزله است. شکل پذیری به معنی توانایی عضو یا اعضای موجود در سیستم، برای پذیرش جابجایی، در خارج از محدوده ارتجاعی، میباشد. شکل پذیری یکی از خواص بسیار مهم سازه هایی است که اگر تحت تاثیر نیروهای لرزه ای واقع شوند، باید از خود بروز دهند.
بنابراین با توجه به نوع سازه ای که برای مناطق زلزله خیز طراحی می شود. باید مصالح به کارفته در آنها به نحوی اختیار و ترکیب شوند که نتیجه رفتار آنها، شکل پذیر بودن را تامین نماید. شکلپذیری در حالت کلی در علم مهندسی مواد بهعنوان نسبت کرنش نهایی به کرنش جاری شدن مصالح نیز تعریف میشود.
ملاک های ارزیابی شکل پذیری سازه
- شکلپذیری مصالح: تغییرشکلهای پلاستیک مواد
- شکلپذیری مقطع(انحنایی): تغییرشکلهای پلاستیک سطح مقطع
- شکلپذیری اعضا (چرخشی): دورانهای پلاستیک ایجاد شده در محل اتصال تیر به ستون
- شکلپذیری سازه(جابجایی): ارزیابی کلی از عملکرد غیراتجاعی سازه تحت بارهای جانبی
عوامل موثر بر شکل پذیری سازه
· جنس مصالح
ماده ای که مقطع از آن ساخته می شود، باید شکل پذیری مناسبی داشته باشد. فولاد نسبت به بتن شکل پذیرتر است. در سازه های بتنی جهت جبران ضعف شکل پذیری بتن، از فولاد استفاده می شود.
· پیکربندی
پیکربندی از طریق کنترل فشردگی لرزه ای و تناسب ابعاد المان ها بر شکل پذیری سازه موثر است.
· مقدار مصالح
پارامتر مقدار مصالح بیشتر در المان های بتن آرمه کاربرد دارد. به عنوان مثال باید بررسی شودکه آرماتورهای طولی و عرضی با چه نسبتی توزیع شده اند. در ستون بتنی اگر هسته مرکزی بتن متلاشی شود، قبل از این که المان به حداکثر توان خودش برسد از مدار خارج میشود. اگر مقطع قبل از رسیدن به حد ماکزیمم تلاش کمانش کند، دیگر شکل پذیری معنا نخواهد داشت.
3 نکته مهم درباره شکل پذیری سازه
1. ضعیف ترین المان ها در مسیر القای بار لرزه ای باید فیوزها باشند.
2. قوی تر بودن مقطع در سازه الزامه خوب نیست.
3. از به کارگیری فولاد با مقوامت بسیار بالا در المان های شکل پذیر خودداری کنید.
شکل پذیری سازه فولادی
دشمن اصلی شکل پذیری در المانهای فولادی کمانش است، چه کمانش کلی و چه موضعی. با کنترل کمانش میتوان المانهای فولادی را شکل پذیر کرد. اما برای تامین شکل پذیری کل سازه، علاوه بر کنترل کمانش باید محل خرابیها را نیز کنترل کنیم. علاوه بر کمانش کلی و کمانش موضعی، کمانش پیچشی جانبی (LTB) نیز سد راه شکل پذیری است و بهتر است با مهار جانبی از آن جلوگیری نمود.
جمع بندی
شکل پذیری را می توان همچون یک موهبتی ذاتی به سازه هدیه کرد. با در نظر گرفتن این المان مهم از همان مراحل ابتدایی ساخت سازه می توان امنیت جانی و مالی ساکنین ساختمان را تضمین کرد. در بدترین شرایط نیز، شکل پذیر بودن المان های سازه زمان بیشتری در اختیار ساکنین قرار می دهد تا در شرایط بحرانی به نقطه امن بروند یا ساختمان را ترک کنند.