ارائه روش ساده شده برای طراحی بهینه مهاربندهای کمانش تاب در قاب های کوتاه مرتبه بر اساس نسبت سختی به جرم

مهاربندهای کمانش تاب یکی از پیشرفته ترین سیستم های مقاوم در برابر زلزله هستند که به دلیل رفتار پایدار و جذب انرژی بالا، به ویژه در ساختمان های کوتاه مرتبه بسیار موثرند. با این حال طراحی بهینه این مهاربندها معمولا فرایندی پیچیده، زمان بر و نیازمند نرم افزارهای تخصصی و الگوریتم های بهینه سازی پیشرفته است. این مسئله باعث شده بسیاری از مهندسان نتوانند به راحتی از حداکثر ظرفیت این سیستم بهره ببرند. در این مقاله روشی ساده، کاربردی و در عین حال علمی ارائه می شود که بر اساس مفهوم نسبت سختی به جرم کار می کند. این روش به مهندسان امکان می دهد بدون نیاز به تحلیل های پیچیده دینامیکی غیرخطی و الگوریتم های فراابتکاری مهاربندها را طوری طراحی کنند که هم سبک باشند (بهینه از نظر وزن و هزینه) و هم عملکرد لرزه ای عالی داشته باشند. برای اعتبارسنجی ساختمان های ۲، ۴ و ۶ طبقه با مهاربند کمانش تاب با دو روش طراحی شدند: روش ساده پیشنهادی (SMR) و روش بهینه سازی دقیق مبتنی بر الگوریتم های هوش مصنوعی (که در پژوهش های معتبر جهانی استفاده شده است). نتایج نشان داد که روش پیشنهادی با دقت بالای ۹۰ درصد به جواب بهینه نزدیک می شود در حالی که زمان طراحی را تا حدود ۶۰ درصد کاهش می دهد. این روش همچنین با ایجاد توزیع یکنواخت سختی در طبقات از پدیده خطرناک «طبقه نرم» جلوگیری می کند.

کلیدواژه ها:

مهاربند کمانش تاب ، طراحی ساده ، نسبت سختی به جرم ، قاب کوتاه مرتبه ، بهینه سازی لرزه ای ، عملکرد لرزه ای ، Stiffness-to-Mass Ratio