بخشی از مقاله
چکیده
پاسخ لرزهای یک سازه مجهز به میراگرهای اصطکاکی، شدیداً وابسته به مقدار بار لغزش میراگرها میباشد. مقادیر کم بار لغزش، ممکن است به تغییر شکلهای بیش از حد منجر شود. از سوی دیگر، بارهای لغزش بزرگ میتوانند از لغزش جلوگیری کنند. بنابراین، یک روش طراحی لرزهای مطمئن جهت محاسبه میزان بارهای لغزش لازم است که با داشتن ضریب رفتار بارگذاری استاتیکی و با استفاده از آیین نامه های بارگذاری امکان پذیر خواهد بود. در این پژوهش، ضریب رفتار سازههای فولادی مجهز به میراگرهای اصطکاکی با در نظر گرفتن اثر بار لغزش محاسبه میشود. ضریب رفتار برای دو عرض دهانه 5 متر و 7 متر محاسبه شده و یک معادله برای ضریب رفتار به عنوان تابعی از بار لغزش همپایه شده با وزن ساختمان پیشنهاد میشود.
-1 مقدمه
محققین بسیاری در زمینه ارائه شیوه طراحی سازههای مجهز به میراگرهای اصطکاکی با استفاده از روشهای مبتنی بر نیرو فعالیت داشتهاند. و همکاران یک روش طراحی ساده، برای کاهش پاسخ لرزهای ساختمانهای یک طبقه ارائه کردند - و همکاران، . - 2010 و یک فرایند طراحی جهت برآورده کردن عملکرد هدف، بر اساس سیستم یک درجه آزادی متناظر با سازه اصلی، پیشنهاد کردند - ، ، . - 2011 و همکاران روشی بر اساس نیروهای برشی طبقه، جهت تعیین میزان بار لغزش و سختی مهاربندها، برای ساختمانهای چند طبقه الاستیک پیشنهاد دادند - و همکاران، . - 2008 و استفاده از روش شبه استاتیکی را برای طراحی یک سیستم مجهز به میراگرهای اصطکاکی مورد مطالعه قرار دادند. آنها پاسخ لرزهای سیستم میرا شده را با پاسخ سیستم خطی متناظر همپایه کردند.
همانطور که مشاهده میشود، اکثر مطالعات قبلی در این زمینه بر اساس سازههای یک طبقه و یا سازههای چند طبقه الاستیک صورت گرفته است. - ، ،. 2000 میرزائی فرد و همکاران مقدار ضریب رفتار سازههای مجهز به میراگرهای اصطکاکی را برای ساختمانهای مختلف و با استفاده از تحلیل دینامیکی غیر خطی، حاسبهم کرده و نهایتاً ضریب رفتار12 - در طراحی به روش تنش مجاز - را برای ساختمانهای فولادی مجهز به میراگرهای اصطکاکی پیشنهاد دادند.
با داشتن ضریب رفتار، استفاده از بارگذاری استاتیکی آیین نامههایی چون و استاندارد 2800 امکان پذیر خواهد بود. با این وجود، میرزایی فرد و همکاران اثر مقدار بار لغزش بر مقدار ضریب رفتار را بررسی نکرده و ضریب رفتار را برای بار لغزش بهینه هر رکورد زمین لرزه محاسبه کردند. منظور از بار لغزش بهینه در اینجا، باری است که منجر به کمترین میزان تغییر مکان سازه گردد. در این پژوهش، ضریب رفتار سازههای فولادی مجهز به میراگرهای اصطکاکی با در نظر گرفتن اثر بار لغزش محاسبه میشود. ضریب رفتار برای دو عرض دهانه 5 متر و 7 متر محاسبه شده و یک معادله برای ضریب رفتار به عنوان تابعی از بار لغزش همپایه شده با وزن ساختمان پیشنهاد میشود.
2 مبانی تئوری به دست آوردن ضریب رفتار
هدف اصلی در طراحی لرزهای ساختمانها بر این مبناست که رفتار ساختمان در مقابل نیروهای ناشی از زمین لرزههای کوچک، بدون خسارت و در محدوده خطی باقی مانده و در مقابل نیروهای ناشی از زمین لرزههای شدید، ضمن حفظ پایداری کلی خود، خسارت های سازهای و غیر سازهای را تحمل کند. بنابراین، سازهها به هنگام وقوع زمین لرزههای متوسط و بزرگ، وارد محدوده غیر ارتجاعی شده و برای طراحی آنها نیاز به یک تحلیل غیر ارتجاعی میباشد، ولی به دلیل پر هزینه بودن روش غیرخطی و عدم گستردگی برنامههای تحلیل غیر ارتجاعی و سهولت روش ارتجاعی، روشهای تحلیل و طراحیهای متداول بر اساس تحلیل ارتجاعی سازه و با نیروی کاهش یافته زمین لرزه صورت میگیرد.
کاهش نیروی وارد به سازه از نیروی ارتجاعی به نیروی غیر ارتجاعی، عموماً با استفاده از ضرایب رفتار انجام میشود. بدین منظور آیین نامههای طراحی لرزهای، نیروهای لرزهای ارتجاعی وارد به ساختمان را از یک طیف خطی وابسته به زمان تناوب طبیعی ساختمان و شرایط خاک ساختگاه به دست آورده و برای لحاظ کردن اثر رفتار غیر ارتجاعی، اتلاف انرژی بر اثر میرایی هیسترزیس و اثر مقاومت افزون سازه، این نیروی ارتجاعی را به وسیله ضریب رفتار به نیروی طراحی تبدیل میکنند. همانطور که در شکل 1 دیده میشود، رفتار غیر خطی سازهها با یک منحنی دوخطی ایده آل جایگزین میشود. Vyنیروی جاری شدن و y تغییر مکان متناظر با آن است. - Ve - Vmax در این شکل بیشینه برش پایه در رفتار الاستیک میباشد.
