ارزیابی جذب انرژی لرزه ای و پاسخ شتاب زلزله در قاب های دو بعدی فولادی مفصلی 5 و 10 طبقه مجهز به مهاربند ضربدری همگرا، مهاربند کمانش تاب و مهاربند میراگر اصطکاکی

یکی از تکنیکهای مهم در طرح سازه، یافتن راهکارهای مناسب جهت کاهش نیروی جانبی وارده به اعضای سازه از طریق کاستن جذب انرژی لرزه ای 3در اعضای سازه ای اصلی (ستون و تیر) است که نتیجتا پاسخ شتاب زلزله کمتری به سازه وارد شود و طبعا مقدار نیروی زلزله اعمالی کم گردد. قاب فولادی با مهاربند ضربدری همگرا که یکی از مرسومترین سیستمهای سازه ای موجود در ایران می باشد؛ با وجود قدرت خوب جذب انرژی، عملا به علت کمانش مهاربند در اثر نیروی فشاری، میزان جذب انرژی و متعاقبا شکل پذیری ضعیفی در رفتار غیر ارتجاعی دارد.سناریوی دیگری به نام مهاربند کمانش ناپذیر مطرح می شود که با توجه به جلوگیری از کمانش مهاربند و عدم تسلیم در فشار و کشش، قابلیت جذب انرژی بسیار افزونتری نسبت به سیستم رایج مهاربند ضربدری معمولی داشته و لذا موجب کاهش قابل توجه در مقدار پاسخ شتاب زلزله در سازه می گردد.اما امروزه سناریویی خاص در صنعت ساختمان، استفاده از سیستم کنترل غیر فعال است که با استفاده از وسایل جذب کننده انرژی (میراگرها یا دمپرها)، توان جذب انرژی سازه را افزایش می دهد. بدین ترتیب که مقدار عمده ای از انرژی لرزه ای بارهای جانبی، توسط میراگر یا دمپر جذب می گردد و در نتیجه؛ میزان انرژی لرزه ای جذب شده توسط اعضای سازه ای اصلی کاهش می یابد.در این پژوهش، مقدمتا دو قاب فولادی مفصلی دو بعدی بطور جداگانه با دو مرتبه ارتفاعی 5 و 10 طبقه مهاربندی شده با بادبند ضربدری همگرا، توسط نرم افزار ETABS و طبق مبحث 10 (طراحی سازه فولادی)، طبق مبحث 6 مقررات ملی ساختمان ایران جهت بارگذاری قایم و طبق استاندارد 2800 زلزله ایران جهت بار جانبی زمین لرزه، تحلیل و طراحی می گردد و نتیجتا ابعاد مقاطع سازه ای مشخص می شود.متاخرا، قابهای مذکور، متشکل از: قاب فولادی مفصلی با سامانه مهاربند ضربدری همگرا 1(CCB)، سامانه مهاربند کمانش تاب 2(BRB) و سامانه میراگر اصطکاکی 3(Damper)؛ در نرم افزار PERFORM-3D با همان مقاطع سازه ای طرح شده حاصل از مرحله اول، مدل می گردد و تحت آنالیز غیر خطی دینامیکی تاریخچه زمانی قرار می گیرد. سپس میزان جذب انرژی لرزه ای در اعضای سازه ای اصلی (ستون و تیر) و در سیستم باربر جانبی (مهاربندی) و همچنین مقدار پاسخ شتاب زلزله وارد بر مرکز جرم بام قابها؛ بسته به مرتبه ارتفاعی هر قاب و متناظر با سه سامانه مهاربندی مورد اشاره، توسط نرم افزار مذکور برآورد می شود.در باب نتایج تحقیق؛ مهاربند ضربدری همگرا نسبت به مهاربند کمانش ناپذیر و میراگر اصطکاکی، دارای کمترین جذب انرژی لرزه ای در سیستم باربر جانبی (متقابلا بیشترین جذب انرژی در ستون و تیر) و بیشترین پاسخ شتاب زلزله در مرکز جرم بام می باشد. نیز سامانه های مهاربند کمانش تاب و میراگر اصطکاکی، تقریبا رفتار یکسانی از حیث بیشترین جذب انرژی لرزه ای در سیستم باربر جانبی (متقابلا کمترین جذب انرژی در ستون و تیر) دارد. همچنین سیستم میراگر اصطکاکی نسبت به مهاربند کمانش ناپذیر، منجر به کمترین شتاب زلزله در مرکز جرم بام می گردد.

کلیدواژه ها:

جذب انرژی ، شتاب زلزله ، کمانش تاب ، میراگر اصطکاکی ، تاریخچه زمانی