معرفی سامانه ای برای بی اثر کردن محل مرکز جرم سازه بر نیروهای دینامیکی وارده به دیوارهای برشی

بحث و چالش های کاری بین مهندس معمار و مهندس طراح سازه همواره یکی از چالش های طراحی سازه ها می باشد، برای مثال محل بازشوها در دیافراگم برای نورگیر و غیره، با توجه به طراحی معمار و الزامات محاسب سازه برای جلوگیری از ایجاد سازهای نامتقارن در توزیع جرم و در نتیجه مرکز جرم باعث توزیع غیریکنواخت نیرو به عناصر مقاوم در برابر نیروی زلزله می گردد. بی توجهی به عدم تقارن در پلان می تواند به خرابی ساختمان ها نیز منجر شود. با توجه به اینکه نیروی زلزله به مرکز جرم طبقات وارد می شود و توزیع نیروی زلزله بین اجزای قایم با توجه به نسبت سختی دیافراگم ها بین آنها صورت می گیرد، در این حالت نیروی وارد به هر کدام از دیوارهای برشی، براساس نسبت سختیاش به دیوار برشی دیگر خواهد بود. در این مقاله با بکارگیری سامانه ای ابتکاری و استفاده از تکیه گاه ویسکوالاستیک قادر به بلا تاثیر کردن مرکز جرم در نیروی وار به دیوار شدیم، در این بررسی یک قاب در نرم افزار متلب شبیه سازی شد، این سازه تحت بارگذاری سینوسی، قرار گرفت بطوری که نیرو به مرکز تقل سازه وارد نشد و سازه برای حالت بدون تکیه گاه ویسکوالاستیک و با تکیه گاه ویسکوالاستیک مدل شد، نتایج به نحو شگفت انگیزی حاکی از بلا ثاثیر بودن محل اعمال نیرو ( مرکز جرم ) بر نیروهای وارده به دیوار برشی داشت. در نتیجه استفاده از تکیه گاه ویسکوالاستیک علاوه بر حفظ انعطاف پذیری سازه می توان اطمینان حاصل کرد که نیروها مستقل از مکان مرکز جرم ساختمان به طور مساوی بین دیوارهای برشی تقسیم خواهند شد. درحالی که با عدم وجود این تکیه گاه ها به دلیل توزیع سختی غیر برابر، نیروی بیشتری به یکی از دیوارهای برشی وارد خواهد شد که طبیعا در طراحی آن امری نامطلوب خواهد بود. این نکته در سازه های مرتفع اهمیت بیشتری پیدا می کند زیرا با استفاده از آن، این امکان برای سازه فراهم خواهد شد که مرکز جرم هر طبقه متناسب با کاربردش در هر قسمت از پلان سازه قرار گیرد و ضمنا نیروهای جانبی بطور مساوی بین دیوارهای برشی تقسیم شوند.

کلیدواژه ها:

دیوار برشی ، مواد ویسکوالاستیک ، مرکز جرم سازه ، بار سینوسی