تأثير توابع هندسي جداگر پاندولي- اصطكاكي با انحناي متغير تحت زلزله‌ي حوزه نزديك

Influence of geometric functions of frictional pendulum isolator with variable curvature under near-field earthquake

سيستم­هاي پاندولي اصطكاكي، يكي از پركاربردترين سيستم­هاي جداسازي هستند. يكي از انواع رايج جداگرها، جداگرهاي اصطكاكي مي­باشند كه در بين اين گروه، جداگر پاندولي اصطكاكي از جايگاه خاصي برخوردار مي­باشد. به دليل ظهور اين سيستم­ها در سال­هاي اخير، در زمينه طراحي و تحليل اين نوع جداگر، كار شايان توجهي صورت نگرفته است. لذا در اين پژوهش سعي بر آن شده است تا با شناخت كامل رفتار جداگرهاي لرزه­اي پاندولي - اصطكاكي، به بررسي اين جداگر با انحناي متغير تحت زلزله حوزه­ي نزديك پرداخته شود. جهت ارزيابي رفتار لرزه­اي جداگرهاي پاندولي اصطكاكي با انحناي متغير، ابتدا توابع هندسي مختلف براي سطح لغزش غيركروي انتخاب و روابط مورد نياز براي تحليل ديناميكي آن‌ها به دست آمد. سپس يك مدل عددي براي تحليل تاريخچه زماني سازه­ي جداسازي شده به‌وسيله­ي اين جداگرها ارائه گرديد و رفتار جداگر پاندولي اصطكاكي با انحناي متغير با نرم­افزار متلب شبيه­سازي شد. نتايج حاصل از اين شبيه­سازي براي سه جداگر تابع درجه چهارم، درجه ششم و FPS نشان داد كه جداگرهاي پاندولي اصطكاكي عملكرد بهتري نسبت به جداگرهاي FPS دارند؛ كه در اين بين، زماني كه سازه در معرض زلزله با سطح شدت پايين (حوزه دور) قرار گيرد، مناسب‌ترين تابع جهت پيشرفت عملكرد مطلوب سازه مجزا، جداگر تابع درجه چهارم مي­باشد؛ و زماني كه سازه در معرض زلزله­­ هاي شديد (حوزه نزديك) قرار گيرد، جداگر درجه ششم عملكرد مطلوبي خواهد داشت.

Frictional pendulum systems are one of the most widely used isolation systems. Frictional isolators are of the common type of the conventional isolators. Among this group, the frictional pendulum isolator has an important situation. Due to the advent of these systems in recent years, no significant research has been carried out regarding the design and analysis of this type of isolator. Therefore, in this study, an attempt has been made to fully study the behavior of frictional pendulum seismic isolators by examining this separator with variable curvature under near-field earthquake. In order to evaluate the seismic behavior of frictional pendulum separators with variable curvature, firstly, different geometric functions were selected for the non-spherical slip surface and the relationships required for their dynamic analysis were obtained. Then, a numerical model was presented to analyze the time history of the structure isolated by these isolators and the behavior of frictional pendulum isolators with variable curvature was simulated using MATLAB software. The results of this simulation for the three isolators including fourth order function (O4), sixth order function (O6) and FPS indicated that the frictional pendulum isolators perform better than FPS isolators. When structures are exposed to earthquakes with low intensity level (far-filed), the most suitable function to improve the optimal performance of an isolated structure is fourth order function and when the structure is subjected to severe earthquakes (near-filed), the sixth order function will perform well.