بررسی کاربرد جداگرهای لرزه‌ای در طبقات و تأثیرمتوقف‌کننده‌های تغییر مکانی بر عملکرد سازه درزلزله‌های شدید

فرازنده, محمدعلی; ضیائی‌فر, منصور

doi:10.48303/bese.2021.244141

بررسی کاربرد جداگرهای لرزه‌ای در طبقات و تأثیرمتوقف‌کننده‌های تغییر مکانی بر عملکرد سازه درزلزله‌های شدید

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

¹ دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

² دانشیار، پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله؛ تهران؛ ایران

10.48303/bese.2021.244141

چکیده

جداسازی کف طبقات یکی از روش‌های کنترل پاسخ لرزه‌ای سازه‌ها است. بدین منظور با استفاده از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی و مدل سازی کامپیوتری ساختمان فلزی 10 طبقه با تیپ خاک نوع 2در نرم افزار SAP ارائه شد. در این تحقیق مدل‌های سازه‌ای مختلفی بر مبنای اقتضای تحقیق مورد تحلیل عددی طیفی و تاریخچه‌ی زمانی برای هفت زوج شتاب نگاشت زلزله‌های انتخابی دور ازگسل قرار گرفته‌اند و عکس‌العمل‌های سازه‌ای آنها مورد مقایسه قرار گرفت. این مدل‌ها شامل سازه‌هایی با و بدون جداگرهای کف طبقات می‌باشد که نتایج تحلیل روی انها به خوبی نقش جداگرهای استفاده شده در انها را به منظور بهینه کردن مقاوم‌سازی لرزه‌ای نشان می‌دهد. در ادامه متوقف‌کننده تغییر مکانی درجداسازی کف طبقات در محل تلاقی کف طبقات و ستون‌ها به منظور جلوگیری از برخورد شدید کف به ستون در هنگام زلزله‌های شدید جانمایی می‌گردد. نتایج نشان داد؛ سیستم‌های جداسازی کف طبقات را می‌توان به‌عنوان یکی از روش‌های کنترل سازه‌ای در مواجه‌ی سازه و زلزله به‌کار گرفت به‌طوریکه سازه‌های طراحی شده به این شیوه عملکرد لرزه‌ای بسیار بالاتر از سازه‌های معمولی مشابه از خود نشان می‌دهند. به‌طور مثال تغییر مکان متوسط طبقه آخر تا60% و تغییر مکان نسبی طبقات تا 50% کاهش داشت. همچنین بر اساس نتایج با حفظ عملکرد می توان به کاهش 18% مصرف فولاد دست یافت. در این تحقیق بااستفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی متوقف‌کننده‌های تغییر مکانی نشان داده شد؛ در زلزله‌های شدید که در این تحقیق زلزله ایمپریال است می توان با استفاده از متوقف کننده تغییر مکانی باعث بهبودی نسبی عملکرد کف جداساز شده شد به‌طوریکه جابه‌جایی نسبی کف به سازه در این زلزله خاص تا 33%کاهش یافت. البته این امرسبب افزایش شتاب طبقه بام تا %90 بسته به نوع متوقف کننده و بالارفتن تغییرمکان نسبی سازه تا محدوده %20گردید.کلمات کلیدی: تحلیل دینامیکی، تاریخچه‌ی زمانی، جداسازی لرزه‌ای، جداگر‌های کف طبقات، متوقف‌کننده‌ها تغییرمکانی

کلیدواژه‌ها

موضوعات

کنترل لرزه‌ای سازه‌ها

مراجع

Kelly, J.M., Skinner, R.I., and Heine, A.J. (1972) Mechanisms of energy absorbtion in special devices for use in earthquake resistant structures. New Zeal. Soc. Earthq. Eng., 5(3), 63-73.
Ramezani, S. and Ziyaeifar, M. (2017) A value based design approach for base isolated structural systems. Journal of Civil Engineering and Environmental Systems, 34(1), 34-52.
Naeim, F. and Kelly, J.M. (1999) Design of Seismic Isolated Structures: From Theory to Practice. John Wiley & Sons Inc., New York.
Ziyaeifar, M., and Noguchi, H. (1998) Partial mass isolation in tall building. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 27, 49-67.
Ziyaeifar, M. (2000) Method of mass isolation in seismic design of structure. 12^th World Conference on Earthquake Engineering, No. 1441, New Zealand.
Ziyaeifar, M. (2002) Mass isolation: Concept and techniques. Journal of European Association for Eaethquake Engineering, 2, 43-55.
Ziyaeifar, M., Gidfar, S., and Nekooei, M. (2012) A model for mass isolation study in seismic design of structures. Structual Control and Health Monitoring, 19, 627-645.
Yaghoubian, J. (1991) Isolation building contents from earthquake induced floor motions. Earthquake Spectra, 14(3), 127-143.
Ahmadi, H., Fuller, K., and Goodchild, I. (2004) Novel devices for the isolation of floor against earthquakes and ambient vibration. 13^th World Conference of Earthquake Engineering, No. 2216, Vancouver, BC, Canada.
Sabbagh, H. and Esmailzadeh-Hakimi, B. (2004) Design manufacture and dynamic testing of a seismic isolatin system for equipment floors in power industry. 13^th World Conference on Earthquake, Engineering, Vancouver, BC, Canada.
Villaverde, R. (1998) Roof isolation system to reduce the seismic response of buildings: a perliminary assessment. Earthquake Spectra, 14(3), 521-532.
Pourmohammad, H., Ziyaeefar, M., and Ghafory-Ashtiany, M. (2004) analytic study of floor isolation system. 13^th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, BC, Canada.