بررسي رفتار و عملكرد لرزه‌‌اي سازه‌‌هاي فولادي مجهز به سيستم ميراگر جاري شونده خمش خالص از منظر تغيير‌مكان جانبي پسماند طبقات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

عمران

كارشناسي ارشد

امروزه سيستم‌هاي مختلفي در تقابل سازه‌هاي فولادي با بلاياي طبيعي همچون زلزله توسعه يافته‌اند كه وجه مشترك تمام اين سيستم‌ها مجهز بودن به نوعي از فيوز لرزه‌اي است. فيوزهاي لرزه‌اي بر اساس تمركز آسيب‌هاي سازه‌اي در يك عضو يا دسته‌اي از اعضا در طول زلزله عمل مي‌كنند، به گونه‌اي كه اعضا مذكور سريعتر از ساير اعضا وارد فاز غيرالاستيك شده و از ديگر اعضاي سازه در برابر آسيب محافظت مي‌كنند. اين در حاليست كه در برخي از اين سيستم‌ها فيوزها به راحتي قابل تعويض مي‌باشند. ميراگر خمش خالص يكي از ابداعات در اين زمينه است. اين ميراگر تسليم شونده فلزي در مقطع مياني مهاربند‌‌هاي همگرا قرار مي‌گيرد و نيروي محوري ناشي از بارگذاري جانبي در مهاربند همگرا به اين ميراگر منتقل مي‌گردد. اين نيروي محوري توسط سيستم بارگذاري چهارنقطه‌اي در ناحيه وسط صفحات عرضي عمود بر محور مهاربند به خمش خالص تبديل مي‌گردد. خمش خالص ايجاد شده باعث ورود صفحات به ناحيه غير‌الاستيك مي‌شود. سازه‌هاي مورد مطالعه در اين پژوهش شامل سيستم مجهز به مهاربند همگراي ويژه به صورت شورون و سيستم مجهز به ميراگر خمش خالص با نسبت سختي ميراگر به مهاربند 30/0، 50/0، 67/0 و 85/0 با تعداد طبقات 4، 8 و 12 مي‌باشند. پس از طراحي سازه‌هاي مورد نظر در نرم‌افزار ETABS به طراحي ميراگر‌ها متناسب با نسبت سختي آنها پرداخته شده است. سپس از نرم‌افزار OpenSEES به منظور انجام تحليل‌هاي غير‌خطي استفاده شده است. به منظور بررسي صحت مدلسازي سازه‌هاي مهاربندي نتايج بدست‌ آمده با يك نمونه قاب مهاربندي آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته است و نتايج بدست آمده بيانگر تطابق ميان مدلسازي و نمونه آزمايشگاهي است. همچنين به منظور صحت‌سنجي مدلسازي ميراگر در نرم‌افزار 10 نمونه آزمايشگاهي اين ميراگر مدلسازي شده و نتايج نشان دهنده‌ي تطابق ميان نمونه‌هاي مدلسازي شده و آزمايشگاهي است. با انجام تحليل استاتيكي غيرخطي و تحليل ديناميكي غيرخطي تحت 11 جفت شتاب نگاشت، نتايج نشان داد كه اين ميراگر در كشش و فشار رفتار نسبتا يكساني از خود نشان مي‌دهد و همچنين استفاده از اين ميراگر در سازه موجب افزايش شكل‌پذيري و جذب بيشتر تغييرشكل‌هاي پلاستيك سازه در ميراگر مي‌گردد. مقادير تغييرمكان جانبي و تغييرمكان پسماند طبقات در تمام سازه‌ها كمتر از 1/5 و 1 درصد از ارتفاع طبقات مي‌باشد كه به نوعي بيانگر سختي و شكل‌پذيري مناسب اين سيستم مي‌باشد. همچنين نتايج بدست آمده از ميزان انرژي مستهلك شده در ناحيه غيرخطي نشان داد كه در سيستم‌ مهاربند همگرا ويژه بيشترين انرژي در ناحيه غيرخطي توسط سيستم مهاربندي و اتصالات مهاربندي مستهلك شده است در صورتيكه سيستم مجهز به ميراگر خمش خالص اين انرژي را توسط ميراگر مستهلك مي‌نمايد. با توجه به نتايج بدست آمده بيشترين مقدار انرژي توسط ميراگر مستهلك مي‌گردد كه اين موضوع بيانگر تمركز آسيب در ميراگر‌ها مي‌باشد، به صورتيكه پس از وقوع زلزله مي‌توان با صرف كمترين هزينه و زمان ممكن، سازه به كاربري اوليه خود بازگردد.

225175

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان