بخشی از مقاله
چکیده
اساس روش جداسازی لرزه ای کاهش پاسخ ها، به وسیله افزایش زمان تناوب و میرایی در سازه است. در این مقاله سعی شده است که اثر جداگر لاستیکی _ سربی درکاهش برش پایه و جابجایی بام مورد بررسی قرارگیرد. سه سازه 3، 5 و 10 طبقه برای دو حالت با پایه گیردار و با جداساز لاستیکی _ سربی مدل سازی شده است. مدل های فوق تحت زلزله های به وسیله نرم افزار seismosignal آنالیز غیرخطی تاریخچه زمانی شده است.
تحلیل غیر خطی تاریخچه زمانی با استفاده از نرم افزار SAP 15.1.0 انجام شده است. نتایج نشان می دهد که، جداگر های لاستیکی _ سربی، بیشینه جابجایی بام و بیشینه برش پایه را نسبت به بیشینه جابجایی بام و بیشینه برش پایه در حالت گیردار - پایه - FIX کاهش می دهند. نتایج برای سازه 3 طبقه تحت زلزله superstition hills و برای سازه 5 طبقه تحت زلزله whittier narrows و برای سازه 10 طبقه تحت زلزله coalinga به صورت نمودارهایی رسم شده است.
_1 مقدمه :
مسئله اصلی به منظور تامین مقاومت لرزه ای بالای یک ساختمان، چگونگی به حداقل رساندن تغییرمکان بین طبقه ای و شتاب های طبقات میباشد. تغییرمکان های طبقه ای زیاد سبب خسارت دیدن اجرای غیر سازه ای و تجهیزات متصل کننده طبقات میشود که می توان آن را با افزایش سختی کاهش داد. اما این عمل سبب تقویت و تشدید حرکت زمین میشود که به نوبه خود سبب افزایش شتاب طبقات شده و منجر به خسارت دیدن تجهیزات حساس داخلی میشود.
شتاب های طبقات را می توان با نرمتر کردن سیستم کاهش داد. اما انعطاف پذیری بیش از حد موجب تغییرمکان های قابل توجه در تراز طبقات و خرابی های وسیع ناشی از آن و عملکرد نامناسب سازه تحت اثر نیروی باد و زلزله های کم قدرت شده و از سوی دیگر مستلزم طراحی و هزینه اضافی جهت تعبیه نرمی مورد نظر در اعضا و اتصالات سازه می گردد. محدودیت های فوق بخوبی نشان می دهد که شیوه موجود طراحی ساختمان ها در برابر زلزله، طراحی مطلوب و ایده آل سازه ها را از دست نخواهد داد.
لذا روش دیگری که از اوایل قرن حاضر مطرح بوده و در دهه اخیر به علت در دست گرفتن امکانات مختلف چه از نظر تکنولوژی ساخت و چه از نظر دانش مهندسی در خصوص تحلیل، طراحی و اجرا برای مقاوم ساختن سازهها در برابرزلزله به عرصه عمل وارد شده است، جداسازی در برابر زلزله یا جداسازی لرزه ای می باشد هدف اصلی در این روش جلوگیری از انتقال مستقیم نیروی زلزله از پی به سازه است
مفهوم جداسازی لرزه ای به عنوان یک ابزار محافظتی در برابرزلزله به بیش از 100 سال قبل باز میگردد - Buckle، mayes ۰۹۹۱: ۱٦۱_ ۱۰۲ - . اولین ساختمانی که از یک سیستم جداسازی لاستیکی در آن استفاده شده است ساختمان یک مدرسه سه طبقه میباشد که در سال 1969در اسکاپچ یوگوسلاوی ساخته شده است - Taylor، Igusa ٤۰۰۲ - . این نوع از نشیمن ها دارای یک یا چند هسته سربی بوده به همین دلیل از میرایی بالایی برخوردارمی باشند. صفحات فولادی به کاررفته در این سیستم سبب تغییرشکل هسته سربی در برش می شوند. بخش لاستیکی این تجهیزات وظیفه تامین نیروی بازگرداننده به مبدا پس از پایان ارتعاش سازه را بر عهده دارد
در این مقاله سه سازه 3 ، 5 و10 طبقه که توسط تکیه گاههای لاستیکی _ سربی جداسازی شده تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی شده و پاسخ بررسی می شود. سازه های جداسازی شده در پایه بگونه ای طراحی شده اند که سهم اندکی از نیروی زلزله به روسازه منتقل شود و بیشترین نیروی زلزله توسط جداگر جذب شود.
_2 مدل سازی دو خطی جداگر لاستیکی_ سربی:
در عمل تمام جداگر ه ای لرزه ای به صورت یک مدل دو خطی و براساس سه پارامتر k1، k2 و Q مدل می شوند. سختی الاستیکK1 را می توان از روی حلقه های پسماند موجود جداگر های الاستومری آزمایش شده به دست آورد و یا برای جداگر های با هسته سربی به صورت ضریبی از K2 تعریف کرد - Connor، . - 2003 مقاومت مشخصه Q برای جداگرهای با هسته سربی از تنش تسلیم و مساحت سرب، به دست می آید.
سختی موثر این نوع جداساز لرزه ای بر مبنای بارهای حداکثر تا حداکثر - حداکثر در جهت مثبت تا حداکثر در جهت منفی - تعریف شده و با افزایش تغییر مکان، مرتبا کاهش می یابد - Naeim ، . - 1999 kelly مقدار سختی موثر را می توان بر حسب پارامترهای پایه K1 و K2 و Q به صورت زیر نوشت :
شکل - - 1 جداگرلاستیکی با هسته سربی شکل - - 2 رفتار دو خطی ایده آل
_3 مشخصات ساختمان های مورد مطالعه:
سازه های مورد مطالعه عبارتنداز سه سازه 3، 5 و 10 طبقه فلزی،که سیستم مقاوم آن ها دربرابر نیروی زلزله، مهاربند همگرا می باشد. این سه سازه دارای سه دهانه، 5 متری می باشند و ارتفاع تمام طبقات یکسان و برابر، 3متر می باشد. دراین نوع سیستم های سازه ای ستون ها به صورت یکسره تا انتها ادامه یافته و مهاربند ها و تیر ها دو سر ساده و تیر ها با اتصالات مفصلی در ارتفاع مورد نظر به ستون ها متصل می شوند. هر کدام از این سازه ها برای دو حالت با جداگر و بدون جداگر تحلیل شده اند. مشخصات شتاب نگاشتهای انتخاب شده مطابق جدول - - 1 مشخصات ساختمان های پایه گیردار مورد مطالعه که براساس آیین نامه UBC_97 طراحی شده اند، در جدول - 2 - آورده شده است شتاب ماکزیمم ، بر حسب g می باشد.
جدول - - 1 مشخصات شتا بنگاشت های درنظرگرفته شده
جدول - - 2 مشخصات ساختمان های پایه گیردار
