اثر خرپشته بر رفتار دینامیکی ساختمان های کوتاه مرتبه

این مقاله اهمیت تاثیر خرپشته ها را در پاسخ دینامیکی ساختمان های کوتاه مرتبه نشان می دهد. برای این منظور، نخست ساختمانی سه طبقه و با شش دهانه قاب مهاربندی با کمک آیین نامه های ASCE۷ و AISC طراحی می شود. قاب های مهاربندی برای تحلیل دینامیکی خطی در نرم افزار OpenSees ساخته می شوند. سپس خرپشته می تواند با افزودن جرم متمرکز کوچکی همراه با المانهای فنر خطی و میراگر مدل شود سه نسبت جرمی ۰.۰۱ و ۰.۱ و ۰.۲ برای خرپشته درنظر گرفته می شود. اکنون اگر بسامد طبیعی خرپشته wr=kr/m برابر هر درصدی از بسامد اساسی قاب پایه، Wh گرفته شود، برای هر یک از نسبت های جرمی، می توان طیف هایی را برای پاسخ سازه با خرپشته ارایه داد که با طیف پاسخ همان سازه، اما بدون خرپشته، مقایسه می گردند. این طیف ها برای تحریک پایه ی همساز (موج سینوسی) به دست می آیند. نتایج این مقایسه ها نشان می دهند که خرپشته ها، با بسامدهای کاملا مشخصی (نسبت به بسامد اساسی قاب)، بازه تشدید سازه (ی بدون خرپشته) را به صورت پهن کردن، بالاتر بردن و کشاندن قله تشدید به سمت چپ طیف، گسترده تر می سازند. از طرف دیگر می توان، بسامد خرپشته ها را چنان تنظیم کرد که با افزودن آنها به سازه ی بدون خرپشته، پاسخ سازه در بسامد تشدید خود، تا ۲۲ % کنترل (کاهش) یابد. این اثرات، به سامان، اثر تشدیدکنندگی و اثر کنترلی خرپشته نامیده می شوند و به صورت تابعی از نسبت جرمی خرپشته افزایش می یابند. دلیل رخدادن چنین اثراتی با بررسی ویژگی های دینامیکی قاب در مودهای مختلف آن، در برابر تغییرات جرم و بسامد خرپشته ها، در این پژوهش روشن می شود. ضمنا از نتایج این پژوهش می توان در روش های بهسازی ساختمان های موجود یا طرح های اقتصادی تر برای ساختمان های نو بهره برد.

کلیدواژه ها:

قاب های فولادی ، خرپشته ، تحلیل دینامیکی خطی ، کنترل سازه ها