تعيين الگوي بهينه بار لغزش ميراگرهاي اصطكاكي پال با احتساب اندركنش خاك و سازه

Determining the Optimal Slip Load Pattern of Pall Friction Dampers considering Soil-Structure interaction

در طراحي‌­هاي مهندسي، تحليل سازه‌­ها عموما با فرض بستر صلب انجام مي­ شود. در حالي كه وارد كردن اثر انعطاف‌­پذيري بستر سازه در پاسخ و خصوصيات ديناميكي سازه‌­ها حائز اهميت است. معرفي راهكارهاي مختلف براي كاهش پاسخ سازه در برابر نيروهاي ديناميكي يكي ديگر از مسائل مهم در طراحي­‌هاي مهندسي است كه در اين مقاله از سيستم غيرفعال ميراگر اصطكاكي پال استفاده شده­ است. در تحقيقاتي كه تاكنون صورت گرفته روش‌­هاي بهينه­‌سازي گوناگوني براي طراحي بهينه ميراگرهاي اصطكاكي استفاده شده ­است ولي در اكثر اين روش­‌ها براي ميراگرهاي اصطكاكي اثر اندركنش خاك-سازه لحاظ نشده است در حالي كه در هنگام زلزله اثرات متقابل خاك و سازه حائز اهميت مي‌­باشد. از اهداف اصلي اين پژوهش بررسي تاثير اندركنش خاك-سازه بر بهينه­‌سازي ميراگرهاي اصطكاكي مي‌­باشد. نيروها و تغيير مكان­‌هاي واقعي يك سازه تحت اثر حركت­‌هاي لرزه­‌اي سطح آزاد را مي‌­توان با لحاظ كردن اثرات اندركنش تعيين نمود. در اين راستا در اين مقاله قاب­‌هاي دو بعدي 4، 8 و 12 طبقه مجهز به ميراگر در نرم‌افزار تحليل غيرخطي سازه‌ها به روش تاريخچه زماني غيرخطي يكبار با در نظر گرفتن اثر اندركنش و با معرفي سه الگوي مختلف بارگذاري جانبي و بار ديگر بدون اثر آن مورد تحليل قرار گرفت. نتايج نشان مي‌­دهد در نظر گرفتن اين موضوع با لحاظ الگوي بار لغزش مثلثي تجمعي در عمده موارد سبب افزايش اتلاف انرژي ورودي زلزله توسط اين نوع ميراگرها گرديده ­است. همچنين بسته به نوع الگوي بار، ركورد اعمالي و ارتفاع سازه، كاهش هم مشاهده شده است كه در بخش نتايج بدان اشاره گرديده است.

In engineering designs, structural analysis is generally performed assuming a rigid base. While introducing the effect of structural substrate flexibility on the response and dynamic properties of structures is important. Introducing different solutions to reduce the response of the structure against dynamic forces is another important issue in engineering designs. In this paper, the passive Pall friction damper system has been used for this purpose. In the researches that have been done so far, various optimization methods have been used for the optimal design of friction dampers, but in most of these methods, the effect of soil-structure interaction has not been considered for friction dampers, while in earthquake soil-structure interactions are important. One of the main objectives of this study is to investigate the effect of soil-structure interaction on the optimization of friction dampers. The actual forces and displacements of a structure due to free-surface seismic movements can be determined by considering the effects of soil-structure interaction. In this regard, in this paper, two-dimensional frames of 4, 8, and 12 floors equipped with dampers were analyzed in nonlinear structural analysis software under seven accelerometers using the nonlinear time history method once, considering the effect of soil-structure interaction and introducing 3 Different lateral loading patterns and again without this effect. The results show that considering this issue in terms of cumulative triangular slip load pattern has increased the loss of earthquake input energy. Also, depending on the type of load pattern, the applied record and the height of the structure, a decrease has been observed, which is mentioned in the results section.