ارزيابي رفتار لرزه‌اي سازه هاي قاب‌ خمشي فولادي داراي جداساز و نسبت لاغري يكسان با مدلسازي سه‌بعدي

Assessment of seismic behaviour of steel frame structures with base isolator and similar slenderness ratio using 3D modelling

در اين مقاله به ارزيابي سه‌ بعدي عملكـرد جداسازهاي لرزه‌اي لاستيكي با هسته‌ي سربي در سازه‌هاي فولادي گيردار در پايه با نسبت لاغري‌هاي يكسان تحت زلزله‌هاي دور از گسل پرداخته شده است. بدين منظور سه سازه فولادي 6، 9 و 12 طبقه، با سيستم مقاوم قاب خمشي متوسط به صورت سه‌بعدي در نظر گرفته شده است. جداسازهاي لاستيكي در تراز پايه سازه‌ها تعبيه شده‌اند. مدل‌هاي كنترل‌نشده و كنترل‌شده با سيستم جداساز لرزه‌اي تحت هفت ركورد زلزله دور از گسل قرار گرفته‌اند. با توجه به تحليل‌هاي انجام شده، عملكرد اين سيستم كنترلي با هدف بيشـترين كـاهش در جابجايي، نسبت دريفت و برش حداكثر طبقات تحت زلزله‌هاي مورد مطالعه بدست آمده است. در مطالعات قبلي معمولاً يك پلان ثابت براي ارتفاع‌هاي متفاوت در نظر گرفته شده و تنها تأثير ارتفاع را بررسي نموده‌اند كه باعث مي‌شود ميزان صلبيت سازه‌هاي كوتاه‌تر بيشتر شده و باعث افزايش عملكرد مثبت جداساز در آن سازه گردد؛ امّا در اين مقاله پلان سازه‌ها با ارتفاع تغيير نموده تا تأثير افزايش ارتفاع ضمن رعايت نسبت لاغري يكسان، بر روي عملكرد جداساز لرزه‌اي بررسي گردد. نتايج نشان مي‌دهد جداساز لرزه‌اي با هدف كنترل مقادير بيشينه‌ي تغيير مكان، نسبت دريفت، شتاب و برش طبقات از بين سازه‌هاي مورد مطالعه با در نظر گرفتن پاسخ در هر دو راستاي x و y ، در سازه‌ي 9 طبقه عملكرد بهتري را از خود نشان داده است. جداساز لرزه‌اي در اين سازه باعث كاهش بالاي 27 درصدي تغييرمكان ، كاهش بالاي 70 درصدي دريفت و كاهش بالاي 31 درصدي شتاب طبقه‌ي بام سازه و كاهش بالاي 31 درصدي برش پايه‌ي سازه شده است.

At the recent years, using structure control systems for energy dissipation due to earthquake and reduction of structure vibrations and thereby reduction of life and financial losses have been very much welcome seismic structures are from the most practical of structure control systems. In this paper, 3D evaluation of performance of seismic rubber isolators with lead core in fixed steel structures at the base and same slenderness ratios under far field earthquakes have been assessed. Thus, three steel structures 6, 9 and 12 stories have been considered with resistant system of intermediate moment frame as 3D. Rubber isolators have mounted on the base level of structures. Models of controlled and not controlled with seismic isolation systems have been under 7 far field earthquake records. According to conducted analyses, the performance of this control system with purpose of the most reduction in displacement, drift ratio and maximum stories shear under studied earthquakes has obtained. In last researches, it was usually considered a constant plan for different heights and just assessed height influence which caused rigidity of shorter structures increased and subsequently caused increasing positive performance of isolation at that structure; but in this paper, structures plan change with height to influence of height increasing while same slenderness ratio investigate on seismic isolation performance. Results indicate seismic isolator with goal of controlling maximum values of displacement, drift ratio, acceleration and maximum stories shear among studied structures and considering response in both x and y directions, at structure 9 stories has shown better performance. In this structure, seismic isolation cause reduction more than 27% in displacements, 70% in drift and 31% in roof story acceleration and 31% in base shear of structure.