ارزيابي اثر انواع جداگرهاي لرزه اي بر رفتار سازه لغزشي نامتقارن فولادي

Evaluation of the effect of different seismic isolators on the behavior of asymmetric steel sliding structures

جداسازي ساختمان‌ها از ارتعاشات زمين روش جديدي است كه در چند دهه اخير مورد توجه زيادي قرار گرفته و تنها راه عملي كاهش هم‌زمان تغيير‌مكان بين طبقه‌اي و شتاب‌هاي طبقات مي‌باشد. در اين روش با افزايش زمان تناوب و ميرايي سازه در تراز جداسازي شده، انرژي ناشي از نيروي زلزله به سازه كاهش مي‌يابد. از طرفي زلزله‌هاي اخير از جمله زلزله مخرب بم داراي مولفه‌هاي افقي و عمودي بوده است كه بسته به زمان شروع مولفه‌هاي قائم يا افقي و يا تركيب آن‌ها، تخريب بيشتر سازه‌ها را در پي داشته است. اين موضوع اهميت بررسي مولفه قائم زلزله را علاوه بر مولفه افقي نمايان مي سازد. با توجه به موارد عنوان شده، هدف اصلي اين تحقيق بررسي رفتار سازه‌هاي لغزشي نامتقارن با جداگر‌هاي مختلف تحت اثر مولفه‌ي افقي و تركيب مولفه‌هاي افقي و قائم زلزله با در نظر گرفتن اثرات اندركنش خاك و سازه مي باشد. جهت دستيابي به هدف اصلي تحقيق، ريز اهدافي مانند بررسي تاثير مشخصات جداسازها و تاثير تركيب مولفه‌هاي افقي و قائم زلزله بر پاسخ لرزه اي سازه مورد مطالعه مورد توجه قرار گرفتند. براي اين منظور، سازه‌هاي يك، پنج و ده طبقه نامنظم (ميزان نامنظمي 40%) با جداگرهاي لرزه‌اي R-FBI، LRB و P-F واقع بر روي خاك تيپ IV در نظر گرفته شده است جهت حصول نتايج تحقيق از روش عددي اجزا محدود با مدل‌سازي مصالح در ناحيه غيرخطي و انجام آناليز ديناميكي صريح بهره گرفته شده است. نتايج تحقيق نشان دادند كه با افزايش تعداد طبقات عملكرد جداگر لرزه‌اي R-FBI بهتر از ساير جداگر‌هاي LRB و P-F است. هم‌چنين نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه اثر هم‌زمان مولفه‌هاي افقي و قائم بر سازه 1 و 10 طبقه چشم‌گير است.

Isolation of buildings from earth vibrations is a new method that has been considered in the last few decades and is the only way to reduce simultaneously the inter-story displacement and acceleration of stories. In this method, increasing the period of rotation and damping of the structure at the separated level, the energy from the earthquake force to the structure decreases. Furthermore, recent earthquakes, including the Bam earthquake, have horizontal and vertical components, which resulted in the destruction of more structures, depending on the time of the start of the vertical or horizontal components or their combination. This issue highlights the importance of examining the vertical component of the earthquake in addition to the horizontal component. According to the mentioned cases, the main objective of this research is to investigate the behavior of asymmetric sliding structures with different separators under the horizontal component and the combination of horizontal and vertical components of the earthquake, taking into account the effects of soil and structure interaction. For this purpose, structures of 1, 5, and 10 stories irregular building(irregular amount of 40%) with seismic separators R-FBI, LRB and P-F on soil type IV are considered. In order to obtain the results of the research, the numerical method of finite element method has been used with modelling of materials in nonlinear area and performing explicit dynamic analysis. The results of the study showed that with increasing number of stories, the seismic separation function of R-FBI is better than other LRB and P-F separators. Also, the results of this study show that the simultaneous effect of horizontal and vertical components on structures 1 and 10 is remarkable.