بخشی از مقاله
چکیده
باتوجّه به لرزه خیز بودن اکثر مناطق ایران، مقابله با این پدیدهی طبیعی به دلیل خسارت عمدهی مالی وجانیِ ناشی از آن، امری غیر قابل اجتناب است، بنابراین،محقّقین تلاش گستردهای را جهت طراحی و مقاوم سازی سازهها در برابر زلزله به کار گرفتهاند. اغلب سازههایی که با آییننامههای مرسوم طراحی میشوند، پس از رخداد زلزلههای شدید اگرچه ممکن است سطح عملکرد ایمنی جانی را تأمین کنندامّا شاهد تغییر مکآنهای نسبی ماندگاری خواهیم بود که بهرهبرداری از ساختمآنها را غیرممکن کرده و همچنین بازسازی آنها نیاز به صرف هزینههای اقتصادی و زمانی زیادی دارد. در سالهای اخیرمحقّقین سازه و زلزله، بهمعرّفی سیستمهای لرزهای مرکزگرا پرداختند که علاوه برقابلّیّت استهلاک انرژی، سبب کاهش و محدود کردن خسارتهای وارد بر سازه در نقاط خاص شده و تغییر شکلهای ماندگار کمتری را به سازه تحمیل میکنند. در این پژوهش با استفاده از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی به بررسی تأثیر میرایی میراگرهای ویسکوز، مقاومت میراگرهای جاریشونده و سختی فشاری در محل اتصال ستون به فونداسیون بر عملکرد زلزلهای ساختمآنهای دارای سیستم مهاربند و حرکت گهوارهای پرداخته شده است. پاسخها تحت 7 زلزله حوزهی دور از گسل در دو سطح خطر مورد بررسی قرار گرفته و میانگینگیری شدهاند. پاسخهای مورد بررسی عبارت هستند از: شتاب قائم ستونهای دارای حرکت گهوارهای، تغییر مکان جانبی نسبی، میزان بلندشدگی و فرورفتگی ستونهای دارای حرکت گهوارهای و سطح عملکرد. نتایج به دست آمده، نشاندهندهی تأثیر مثبت افزایش میرایی ویسکوز و مقاومت میراگر جاریشونده و نیز کاهش سختی فشاری بر سطح عملکرد سازههای دارای حرکت گهوارهای میباشد.
کلمات کلیدی: قاب فولادی مهاربندی دارای حرکت گهوارهای، میراگر ویسکوز، میراگر جاریشونده ، اتصال ستون به فنداسیون، سختی فشاری.
مقدمه
یکی از روشهای نوین برای بهبود عملکرد لرزهای ساختمآنهای فولادی استفاده از سیستمهایی است که موجب محدود شدن خسارت در سازه می شوند، بدین وسیله میتوان با تعویض الم آنهای آسیب دیده، با سرعت بیشتری از ساختمآنها بهره برداری کرد. از جملهی این روشها میتوان به سیستمهای دارای حرکت گهوارهای،خاصّیّت مرکزگرایی و استفاده از جاذبهای انرژی در ساختمان اشاره کرد. این سیستمها به گونهایطرّاحی میشود کهحتّی بعد از زلزلههای شدید، با استفاده از سیستم مرکزگرا و مقاطع فیوز جاذب انرژی واتّصالات خاص آسیب نمیبینند و تغییر شکل ماندگار ندارند و به دلیل آنکه تنها با تعویض فیوزها قابل بهره برداریاند، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند. در این سیستمها ساختمان اصلی به صورتکاملاً الاستیک رفتار کرده، به طوری که جذب انرژی و عملکرد غیرخطی تنها در قسمتهای مشخّصی از ساختمان که از قبل پیش بینی شدهاند، اتفاق میافتد. در سالهای اخیر در زمینه سازههای دارای حرکت گهوارهای تحقیقات فراوانی صورت گرفته است که میتوان به موارد زیر اشاره کرد: پالرمو و همکاران در سال [1] 2004، بر روی پایههای پل دارای حرکت گهوارهای مطالعاتی انجام دادند.
اترتون،حجّار و همکاران بین سالهای2010 و [3 ,2] 2014، قاب دو بعدی دارای حرکت گهوارهای و فیوزهای جاذب انرژی را مورد مطالعه عددی و آزمایشگاهی قرار دادند. در سال 2015 نیزپُلینو[4] به بررسی و سادهسازی انتقال نیرو در قابهای مهاربندی فولادی دارای حرکت گهوارهای و قطعات مستهلک کننده انرژی - فولاد تسلیم شونده و ویسکوز - به منظور تعیین پاسخ نیرو و تغییر مکان حداکثر و ارزیابی پاسخ حاصل از این سیستمها و پاسخ ناشی از تحلیل اجزا محدود پرداخته است. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر میرایی در مدلهای دارای میراگر ویسکوز، مقاومت میراگر در مدلهای دارای میراگر جاریشونده و نیز تأثیر میزان سختی فشاری در محل اتصال ستون به فونداسیون میباشد. به همین منظور با استفاده از نرمافزار [5] SAP2000v18,1,1، 12 قاب فولادی مهاربندی دارای حرکت گهوارهای و متفاوت از نظر سختی فشاری، نوع میراگر - ویسکوز و جاریشونده - ، مقاومت و میرایی ساخته شده، بر روی آنها تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی تحت 7 زلزله در دو سطح خطر بیشترین شتاب برابر 0/35 و 0/7 شتاب ثقل انجام گرفته و پاسخهایی نظیر تغییر مکان جانبی نسبی، شتاب قائم ستونهای دارای حرکت گهوارهای، سطح عملکرد و میزان بلندشدگی ستونهای دارای امکان بلندشدگی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در بند دوم نحوهیمدلسازیِمدلِ انتخاب شده، شرح داده شده است. در بند سوم 12 مدل سازهای که از مدل مبنا استخراج شدهاندمعرّ،فی گردیدند. مشخصات رکوردهای زلزلههای انتخابی در بند چهارم ارائه شدهاندنهایتاً. در بند پنجم به بررسی پاسخهای مدلهای مذکور در تحلیلهای دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی پرداخته شده است.
معرفی نحوهی مدلسازیمدل مبنای مورد مطالعه در این پژوهش ساختمان 3 طبقه دارای حرکت گهوارهای است که برگرفته از ساختمان ادارای پروژه تحقیقاتی SAC میباشد. پلان، مشخصات مقاطع و بارگذاری مدل سهبعدی به طور کامل در [5] ارائه و نمای سه بعدی آن در شکل 1 نمایش داده شده است.
