ارائه ي پارامترهاي طراحي لرزه اي سازه هاي مجهز به جداگر لرزه اي اصطكاكي پاندولي پنج گانه

Ph.D.

جداگر لرزه اي؛ يك سيستم محافظ لرزه اي شناخته شده است كه به منظور حفاظت از سازه ها در برابر زلزله و كاهش خسارات ناشي از آسيب ديدن سيستم هاي سازه اي، اجزاي غير سازه اي، و محتواي درون ساختمان ها طي زلزله استفاده مي شود. عملكرد لرزه اي بسيار خوب سازه هاي داراي جداگر لرزه اي؛ بوسيله ي مدل سازي هاي تحليلي و تحت زلزله هاي واقعي اثبات گرديده است. ايده ي اصلي اين روش بر اساس جداكردن (ايزوله كردن) سازه اصلي از زمين توسط تجهيزاتي منعطف به نام جداگر استوار است كه در نتيجه آن؛ انرژي مكانيكي منتقل شده از امواج لرزه اي با فركانس بالا به سازه جداسازي شده كاسته مي شود. كاهش انرژي انتقال يافته سبب كاهش پاسخ ها از جمله تغيير شكل هاي نسبي و مطلق، سرعت و شتاب، و در نتيجه آسيب وارده به سازه جداسازي شده مي شود. در بين انواع جداگرها، جداگرهاي لغزشي قوسي (جداگرهاي اصطكاكي پاندولي) از مزيت هايي ارزشمند، خصوصاً جهت مقاوم سازي لرزه اي ساختمان هاي موجود برخوردارند، كه از جمله اين مزايا مي توان به : ظرفيت باربري و جابه جايي بالا به همراه ابعاد فشرده و جمع وجور، عدم وابستگي زمان تناوب (پريود) نوسان سيستم به جرم روسازه، و كاستن اثرات پيچش در ساختمان هاي نامتقارن اشاره كرد. با اين وجود، برخلاف گسترش استفاده از اين نوع جداگرها در جهان در دهه هاي اخير، شناسايي و درك كاملي از عملكرد و محدوديت هاي جداگرهاي لغزشي قوسي هنوز به طور كامل بدست نيامده است. از جمله بخش هاي مبهم رفتار اين جداگرها عبارتند از: خصوصيات مصالح اصطكاكي سطوح لغزش، رفتار واقعي جداگر تحت زلزله هاي حقيقي به جاي تست هاي آزمايشگاهي، و عدم در دسترس بودن روش اجزاء محدود براي تحليل سازه اي كه قادر به ارائه رفتار واقعي جداگرها در شرايط خاص، به عنوان نمونه: ايجاد پديده اصطكاك جداشده و رفتار جداگر تحت تحريك هاي بلند مدت با سرعت بالا و افزايش دماي ايجاد شده در سطوح لغزش ناشي از اين تحريك ها مي باشد. در اين چارچوب، هدف از اين پژوهش توسعه ابزارهايي جديد جهت تحليل و ارائه طرح مقاوم سازي لرزه اي ساختمان ها (به خصوص ساختمان هاي با محتواي فناورانه بالا) توسط نوع جديد سيستم جداگر لغزشي؛ يعني جداگر اصطكاكي پاندولي پنج گانه (كه جداگري لغزشي كروي با شش سطح لغزش، پنج پاندول مؤثر، و نُه رژيم عملكردي است و قادر به ارائه يك رفتار پيچيده چند مرحله اي سازگار و بهينه توسط تغيير در سختي و ميرايي خود متناسب با مقدار جابه جايي حركت پايه) مي باشد. اساس اين پژوهش عبارت است از: (1) ارائه يك مطالعه عددي اجزاء محدود توسط نرم افزار آباكوس به منظور ارزيابي رفتار دقيق حرارتي- مكانيكي اين نوع جداگر و اجزاي آن و بررسي تأثير افزايش دماي سطوح لغزش و سرعت بارگذاري بر سختي و قابليت استهلاك انرژي اين نوع جداگر، (2) توسعه و صحت سنجي مدل هاي تحليلي اين نوع جداگر و سازه ي جداسازي شده، (3) كُد نويسي دقيق رفتار اين جداگر بر اساس مطالعات رفتاري تحليلي بدست آمده آن در مراحل قبل جهت توسعه المان سه بُعدي اين جداگر در نرم افزار اُپنسيس به منظور استفاده در مدل سازي سازه اي جهت تحقيق و بررسي عددي پاسخ سيستم جداگر و سازه جداسازي شده، (4) ارزيابي عددي و صحت سنجي المان سه بُعدي توسعه يافته جداگر و همچنين ارزيابي عملكرد لرزه اي جداگر تحت انواع مختلف حركات لرزه اي از جمله: بارگذاري هاي هارمونيكي شبه استاتيكي، ديناميكي و تحركات زلزله حقيقي دوجهته و سه جهته، و درنهايت (5) ارائه ي روندي ساده شده و قدم به قدم جهت تحليل و طراحي سازه هاي جداسازي شده با اين نوع جداگر تحت تحركات زلزله ي نزديك گسل به منظور استفاده در جامعه مهندسي.

195730

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران - مهندسي زلزله

دكتر غلامرضا قدرتي اميري