بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه، عملکرد قابهاي مجهز به یک سیستم مستهلک کننده پیشنهادي ﺑﺮاي دو سطح خطر زلزله مورد بررسی قرارگرفته است. در این فیوز سازهاي، دو سیستم مستهلک کننده نسبت به یکدیگر بهصورت سري پیکربندي شدهاند و داراي یک سازوکار قفل کننده میباشند. سیستم مستهلک کننده ضعیفتر - میراگر اولیه - ، تا مقدار مشخصی فراتر از تغییر مکان تسلیم خود اجازه تغییرشکل داشته و در تغییر مکانهاي بزرگتر از آن، با فعال شدن سیستم قفل که داراي سختی و مقاومت نسبی بهمراتب بیشتري است، تمامی نیروي وارده بر مجموعه دو سیستم مستهلک کننده مستقیما به فیوز قويتر - میراگر ثانویه - ، منتقل میشود.
براي مطالعه تاثیر سطوح تسلیم و پارامترهاي کلیدي موثر بر رفتار این نوع فیوزها، مجموعه گستردهاي از تحلیلهاي دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی بر روي سیستم هاي تک درجه آزاد با مشخصات متنوع، انجام شده است. بهمنظور کمی نمودن رفتار غیرخطی سازه و اثر سطوح تسلیم، شکلپذیر ، زمان تناوب سیستم در هر سطح تسلیم و تغییر مکان نظیر فعال شدن سازوکار قفل شونده بهعنوان پارامترهاي طراحی در نظر گرفته شده اند.
نتایج نشان دادند که براي جایگشتهاي مختلف مشخصات سازه و سیستم دوسطحی، برخی از ترکیبات پارامترهاي طراحی توانسته اند اهداف عملکردي از پیش تعیین شده را برآورده کنند، اگرچه بعضی از این ترکیبات براي اهداف طرح عملی، کارآمد نبودند.
مقدمه
در رویکرد فعلی طراحی لرزهاي سازهها، بهمنظور استهلاك انرژي القایی زلزله، به اجزاي سازهاي اجازه جذب و اتلاف انرژي به وسیله تغییر شکلهاي فرا ارتجاعی در مناطق محدودي با پیکربندي خاص، داده میشود. طبق این رویکرد، در زلزلههاي متوسط و شدید، وقوع خرابی در المانهاي سازهاي بهصورت جزئی یا کلی محتمل است. رویکرد فعلی اگرچه درزمینه حفظ ایمنی جانی وکاهش سطح نیروهاي القایی زلزله به دلیل غیرخطی شدن سازه و طراحی اقتصاديتر سازهها مؤثر است، اما پس از وقوع زلزله-هاي شدید، به دلیل تغییر شکلهاي غیرخطی و ماندگار سازه، تعمیر سازه مستلزم صرف هزینه و زمان زیادي است. از سوي دیگر، با افزایش سطح دریفت پسماند طبقات به بیش از 0/5 درصد، تعمیر سازه آسیب دیده عملاً اقتصادي نخواهد بود
رویکرد کنترل غیرفعال سازه توسط میراگرهاي فلزي تسلیم شونده، در کنار فلسفه رایج طراحی، روشی مؤثر در کاهش پاسخ سازه تحت بارهاي لرزهاي است. اساس رویکرد اخیر استفاده از المانهاي جدید سازهاي به نام میراگر در سازه بهمنظور اتلاف انرژي ناشی از زلزله در سازه است. میراگرهاي هیسترزیس یا تسلیم شونده، در کنار محاسن قابلتوجه خود نظیر سهولت ساخت، ظرفیت اتلاف انرژي قابلتوجه، رفتار شکلپذیر، مقاومت نسبی بالا، عدم نیاز به نگهداري و وابسته نبودن به شرایط محیطی نظیر دما، دچار محدودیتهایی است که برخی از مهمترین آنها به شرح زیر است:
-1 سختی اولیه زیادي دارند و رفتار اتلاف انرژي آنهاصرفاً با فرا رفتن تغییر شکلها از تغییر شکل نظیر تسلیم آنها فعال میشود. درواقع در تغییر شکلهاي کمتر از حد تسلیم خود، نهتنها موجب اتلاف انرژي زلزله نشده، بلکه نیروي القایی زلزله به سازه را افزایش میدهند.
-2 این میراگرها محدوده تغییر شکلی مؤثر محدودي دارند و نمیتوان از آنها انتظار اتلاف انرژي در محدوده گسترده اي از تغییر شکلها داشت.
به منظور رفع محدودیتها و بهبود عملکرد هریک از انواع میراگرهاي غیرفعال، در سالهاي اخیر پژوهشهایی در مورد ترکیب میراگرهاي فلزي غیرفعال انجامگرفته است که عمدتاً مبتنی بر ترکیب سري میراگرهاي تسلیم شونده به منظور رفع محدودیتهاي ذکر شده میباشد.
حسینی هاشمی و علیرضایی در یک مطالعه موردي به بررسی سیستم ابتکاري جدیدي تحت عنوان EKB با عملکرد دو سطحی پرداختند. در این مطالعه از مهاربند زانویی به عنوان فیوز اول و تیر پیوند به عنوان فیوز دوم استفاده شده است
زهرایی و وثوق ، به بررسی سیستم جدیدي با عنوان سیستم کنترل دو سطحی المان زانویی و پانل برشی7 پرداختند که در آن تیر عضو زانویی به عنوان فیوز اول و پانل برشی به عنوان میراگر دوم در نظر گرفته شده است
