بررسي جداسازي پايه در بهبود رفتار ساختمان‌هاي فولادي تحت تاثير اعمال زلزله‌هايي با زواياي مختلف

Investigation of the Base Isolation in Improving the Behavior of Steel Buildings subjected to Earthquakes applied with Different Angles

جداسازي لرزه­اي يك روش طراحي مقاوم در برابر زلزله است كه بر اساس كاهش تقاضاي لرزه­اي به جاي افزايش ظرفيت سازه­اي مي­باشد. با توجه به كثرت مطالعات انجام‌شده در زمينه­ ي بررسي رفتار لرزه­اي جداساز­ها تحت اثر زلزله، در اين تحقيق، نقش جداساز پايه در بهبود رفتار ساختمان­هاي فولادي تحت تأثير اعمال زلزله­ هايي با زواياي مختلف با در نظر گرفتن اثر ارتفاع سازه و شكل پلان موردبررسي قرارگرفته است. در تحقيق حاضر، ساختمانهاي فولادي با و بدون جداساز پايه لاستيكي- سربي (LRB) به‌صورت سه‌بعدي با تعداد طبقات 8 و 12 و پلان­هاي منظم مربعي و مستطيلي مدل‌سازي شده ­اند و عملكرد لرزهاي آن‌ها با توجه به زاويه­ي اعمال 4 زوج ركورد زلزله (8 ركورد زلزله) نزديك به گسل (0، 30، 60 و 90 درجه) بر اساس دستورالعمل FEMA P695 تحت تحليلهاي ديناميكي غيرخطي تاريخچه زماني در نرم‌افزار SAP2000 موردبررسي و مقايسه قرارگرفته­اند. نتايج بررسي­ها نشان داد كه ساختمان­هاي فولادي تحت زواياي 60 و 90 درجه داراي پاسخ­هاي لرزه­اي بزرگ‌تر و بحراني­تري بوده ­اند و تأثير جداساز بر كاهش پاسخ­هاي لرزه­اي ساختمان­ها در زواياي 0 و 30 درجه اندك و در زواياي 60 و 90 درجه چشم­گيرتر بوده است. استفاده از جداساز، تأثير بسيار زيادي بر بهبود عملكرد و پاسخ­هاي لرزه­اي سازه ­­ها داشته است. همچنين نتايج نشان داد كه در اكثر ركوردها، ارتفاع بيش از شكل پلان بر پاسخ­هاي لرزه­اي ساختمان‌هاي جداسازي شده تأثيرگذار بوده است.

Seismic isolation is an earthquake resistant design method based on reducing seismic demand instead of increasing structural capacity. With regard to the multiplicity of studies conducted to investigate the seismic behaviour of isolators under the effect of earthquakes, in this study, role of the base isolator in improving the behaviour of steel structures under the influence of earthquakes with different angles was investigated along with considering the effect of structural height and plan shape. In the present study, steel structures with and without Lead Rubber Bearing (LRB) base isolator are modelled in 3D with 8 and 12 stories and square and rectangular plans. The seismic performance of these buildings has been reviewed and compared according to 4 pairs of near-fault earthquake records (8 records) with angles (0°, 30°, 60° and 90°) based on FEMA P695 instruction under the nonlinear dynamic time history analyses in SAP2000 software. The results showed that steel structures at angles of 60 and 90º had larger and more critical seismic responses. Based on results, the effect of seismic isolator on reducing the seismic responses of buildings at angles of 0 and 30º was low, while at the angles of 60 and 90º was more significant. The use of separators had a great impact on improving the performance and seismic responses of structures. The results also presented that in most records, the height of the structure was more effective than the plan shape regarding the seismic responses of the isolated structures.