ارزیابی رفتار میراگر تسلیمی لوله در لوله با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده (IDA)

استفاده از انواع میراگرهای منفعل در سازه ها جهت بهبود مشخصات دینامیکی سازه و کاهش نیروی زلزله یکی از مواردی است که همواره مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. فلسفه استفاده از اینگونه میراگرها بر ایجاد سیستمهای جاذب انرژی قابل تعویض جهت تمرکز خسارتها در آنها و کاهش خسارتهای سازه ای در اعضاء اصلی است. عملکرد لرزه ای مناسب، قیمت نسبتا پایین و سهولت در طراحی و اجرا از مزایای این نوع میراگرها بوده، لیکن عدم امکان تغییر در مشخصات سیستم کنترل متناسب با نوع و میزان نیروی وارده، موجب افت عملکرد و کاهش راندمان عملکرد آنهاست. در این تحقیق در ابتدا یک میراگر چندسطحی غیرفعال لوله در لوله نوین با قابلیت تغییر سختی، مقاومت و میزان جذب انرژی در سطوح مختلف جهت کاهش ارتعاشات لرزه ای سازه ها ارائه گردیده و عملکرد آن در سه سازه ۵، ۱۰ و ۱۵ طبقه با انجام تحلیلهای دینامیکی غیرخطی فزاینده با استفاده از نرم افزار SAP۲۰۰۰ مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آنست که علیرغم تفاوت ماهیت زلزله های انتخابی و مولفه های دینامیکی آنها نظیر مدت تداوم و نیز محتوای فرکانسی، در تمامی آنها میراگر پیشنهادی سبب بهبود محسوس عملکرد سازه گردیده که موید عملکرد موثر در بهسازی سازه ها تحت زلزله های مختلف به واسطه سختی و مقاومت متغیر آن است. همچنین نتایج تحلیلهای دینامیکی فزاینده گویای افزایش سطح عملکرد سازه و افزایش ظرفیت جذب انرژی آن است. شتاب طیفی حداکثر مود اول سازه قاب خمشی ۵، ۱۰ و ۱۵ طبقه به ترتیب مقادیر ۷۵/۴، ۵۳/۴ و ۳۶/۳  ثبت گردید که موید روند نزولی محسوس پارامتر مذکور با افزایش تعداد طبقات قاب می باشد. همچنین مقادیر مذکور در سازه دارای میراگر به ترتیب ۹۵/۵، ۹۸/۴ و ۹۳/۳ حاصل گردید. مقایسه نمودارهای میانه، موید تفاوت محسوس در رفتار سازه قاب خمشی و قاب دارای میراگر پیشنهادی است به طوری که با افزایش شتاب طیفی و در نتیجه افزایش تغییرمکان نسبی طبقات، افت محسوس عملکرد سازه و افقی شدن منحنی رفتاری در اثر فقدان سختی و مقاومت لازم در قاب خمشی قابل مشاهده است. لیکن در هر سه سازه، اتصال میراگر پیشنهادی موجب بهبود عملکرد در نتیجه کاهش تغییرمکانهای نسبی طبقات بوده و حتی در انتهای نمودار نیز ظرفیت قابل ملاحظه ای در سازه جهت مقابله با نیروهای جانبی وجود دارد. به نظر می رسد میراگر پیشنهادی در عین سادگی، قابلیت اجرا و هزینه نسبتا پایین، از عملکرد مناسب و قابل قبول در کاهش دامنه ارتعاشات و در نتیجه نیروی وارد به سازه برخوردار باشد.

کلیدواژه ها:

Multi stage control system ، Pipe in pipe damper ، Structural capacity ، Incremental dynamic analysis ، کنترل چندسطحی ، میراگر لوله در لوله ، ظرفیت سازه ، تحلیل دینامیکی فزاینده.