معرفي و ارزيابي سازه هاي مركزگراي تركيبي با رويكرد تاب آوري لرزه اي

Development and assessment of hybrid self-centering structures for seismic resilience

در اين پژوهش يك سيستم نوين مركزگراي تركيبي معرفي مي ­شود. اين سيستم متشكل از سيستم مركزگرا و ميراگر اصطكاكي پال مي­ باشد. روش طراحي سيستم مركزگراي تركيبي توضيح و بسط داده مي­ شود، همچنين مثال­ هايي از طراحي اين سيستم ارائه مي شود. سيستم مركزگراي تركيبي نه تنها داراي ظرفيت اتلاف انرژي خوبي است، بلكه مي ­تواند تغيير مكان نسبي پسماند در سازه­ ها را كنترل و يا حتي حذف كند. در واقع سيستم ­هاي مركزگراي تركيبي توانايي تنظيم تغيير مكان نسبي پسماند هدف (صفر يا هر مقداري) در سازه تحت بار جانبي را مانند يك سيستم كاملاً مركزگرا دارد، علاوه بر آن مزيت اتلاف انرژي بالاي ميراگرهاي اصطكاكي پال را نيز داراست. اين سيستم مركزگراي تركيبي به منظور تاب­ آوري لرزه ­اي از منظر اقتصادي (قابليت بهره­ برداري بي ­وقفه بعد از زلزله) و عمليات ساخت توسعه داده شده است. به منظور ارزيابي روش طراحي پيشنهاد شده، از سازه­ هاي مختلف كوتاه تا بلند مرتبه (3، 6، 9 و12 طبقه) كه مجهز به سيستم مركزگرا هستند و از ادبيات فني انتخاب شده­اند استفاده مي­ شود و بر اساس روش معرفي شده طراحي مجدد مي­ شوند. سپس اين سازه ­ها تحت آناليز­هاي چرخه­ اي مورد بررسي قرار مي ­گيرند. تغيير مكان نسبي پسماند و ظرفيت اتلاف انرژي از جمله پارامتر­هايي از پاسخ سازه­ هستند كه در اين پژوهش بررسي مي­ شوند. نتايج نشان مي­ دهد كه معادلات طراحي پيشنهاد شده با دقت مناسب عملكرد هدف سازه (تغيير مكان نسبي پسماند هدف) با سيستم مركزگراي تركيبي را تأمين مي­كند و به وضوح برتري سيستم مركزگراي تركيبي به هر يك از سيستم­ هاي كاملاً مركزگرا و پال مشخص مي­ شود.

In this study, a novel hybrid self-centering system is introduced. This system consists of self-centering systems and Pall friction dampers. The design methodology of hybrid self-centering systems is developed and some examples of the designed hybrid self-centering are presented. Hybrid self-centering systems not only have the capability of dissipating energy but can also remove or arrange residual drifts of structures. In fact, hybrid self-centering systems can maintain design target residual drifts (zero or any) during lateral loading similar to pure self-centering system and have the benefits of high capacity energy dissipation of Pall friction dampers. The hybrid self-centering system is developed for seismic resilience in terms of economic benefits, ready-to-use after the earthquake event, and practical fabrication. To evaluate the proposed design method, different low- to high-rise (3-, 6-, 9- and 12-story) buildings are selected from the literature, redesigned based on the proposed method, and then subjected to cyclic loading. Results are presented in terms of the cyclic response, residual drift and energy dissipation capacity of structures. Results indicate that the proposed design equations precisely meet the target structural performance (target residual drift) of the hybrid self-centering system and this system is obviously a superior system compared to the pure self-centering or Pall system.