مطالعه تحلیلی و آزمایشگاهی جداسازی کف طبقات در طراحی لرزه ای سازه ها
محسن غفوری آشتیانی-منصور ضیایی فر
چکیده
جداسازی کف طبقات یکی از روشهای کنترل پاسخ لرزه‌ای‌سازه‌هاست. در این تحقیق، سیستم مذکور مورد مطالعه تحلیلی وآزمایشگاهی قرار گرفته و شامل دو بخش عمده “مبانی نظری- تحلیلی” و “مطالعه آزمایشگاهی و کاربردی” است. سیستم‌های جداسازی کف طبقات از انواع سیستم‌های غیر کلاسیک میرایی است که روشهای موجود برای تحلیل آنها بسیار وقت‌گیر و پیچیده است. به منظور رفع این مشکل، در تحقیق حاضر با استفاده از تقلیل دینامیکی و ساده‌سازی آن، روشی ساده برای تحلیل دینامیکی این سیستم‌ها در برابر زلزله ارائه شده است. تحلیل عددی این سیستم‌ها تحت زلزله‌های مختلف بررسی و مؤثر بودن آنها در برابر زلزله نشان داده شده است. به عنوان مثال، تغییر مکان اسکلت ساختمانهای جدا شده کف طبقات در برابر زلزله نسبت به ساختمانهای جدا نشده، کاهش قابل ملاحظه‌ای دارد.
به منظور کاربردی نمودن روش جداسازی کف طبقات نیز، جداساز الاستومری مسلح به حلقه‌های فلزی پس از ساخت، از دیدگاه نظری، عددی وآزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در ساخت جداسازها جنس حلقه‌ها، شکل و تعداد میله‌های مونتاژ کننده، وجود شیار در حلقه‌ها و کنترل دمای پخت مؤثر است. در مطالعه آزمایشگاهی، تعداد چرخه‌های بارگذاری، دامنه تغییر مکان برشی، میزان افت قائم جداساز، سختی مؤثر قائم و برشی و نسبت میرایی مؤثر بررسی شده است. نتایج تحلیلی، عددی و آزمایشگاهی بیانگر عملکرد مناسب جداسازهای الاستومری مسلح به حلقه‌های فلزی است. مقایسه نتایج حاصل از رابطه ارائه شده با نتایج عددی و آزمایشگاهی نیز نشان‌دهنده دقت زیاد سختی مؤثر قائم به دست آمده از روش پیشنهادی است.
این سیستم را می‌توان به عنوان یکی از روشهای کنترل غیر‌فعال سازه‌ها در نظر گرفت و با توجه به عملکرد جداساز مسلح به حلقه‌های فلزی، می‌توان از آنها در جداسازی لرزه‌ای، بویژه، در جداسازی کف طبقات استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها:
کنترل غیر فعال، جداساز لرزه‌ای، جداسازی طبقات، کنترل سازه، دینامیک سازه
Analytical and experimental studies of story diaphragm isolation system for seismic
Abstract
This research shows effectiveness of using floor isolation system in order to reduce the response of structures in severe ground motions. It is known that the main part of mass is concentrated in the floor, so a suitable approach is to use appropriated isolation between the floor slab and structure. The study includes a comparison of building’s response under the accelerograms from the El-Centro NS, Taft EW and San Fernando N16 earthquakes when it is considered with and without the isolation system, and is carried out for buildings. It is found that the proposed isolation system is effective, is constructing able, and has the potential to become a suitable way to reduce structural earthquake damage in above buildings, although the isolation system is also suitable for absorbing earthquake energy.
Keywords: passive control; mass isolation; floor isolation system, structural control, Structural dynamic
مطالعه تحلیلی و آزمایشگاهی جداسازی کف طبقات در طراحی لرزه ای سازه ها
/در نشریات /توسط adminمطالعه تحلیلی و آزمایشگاهی جداسازی کف طبقات در طراحی لرزه ای سازه ها
چکیده
جداسازی کف طبقات یکی از روشهای کنترل پاسخ لرزه‌ای‌سازه‌هاست. در این تحقیق، سیستم مذکور مورد مطالعه تحلیلی وآزمایشگاهی قرار گرفته و شامل دو بخش عمده “مبانی نظری- تحلیلی” و “مطالعه آزمایشگاهی و کاربردی” است. سیستم‌های جداسازی کف طبقات از انواع سیستم‌های غیر کلاسیک میرایی است که روشهای موجود برای تحلیل آنها بسیار وقت‌گیر و پیچیده است. به منظور رفع این مشکل، در تحقیق حاضر با استفاده از تقلیل دینامیکی و ساده‌سازی آن، روشی ساده برای تحلیل دینامیکی این سیستم‌ها در برابر زلزله ارائه شده است. تحلیل عددی این سیستم‌ها تحت زلزله‌های مختلف بررسی و مؤثر بودن آنها در برابر زلزله نشان داده شده است. به عنوان مثال، تغییر مکان اسکلت ساختمانهای جدا شده کف طبقات در برابر زلزله نسبت به ساختمانهای جدا نشده، کاهش قابل ملاحظه‌ای دارد.
به منظور کاربردی نمودن روش جداسازی کف طبقات نیز، جداساز الاستومری مسلح به حلقه‌های فلزی پس از ساخت، از دیدگاه نظری، عددی وآزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در ساخت جداسازها جنس حلقه‌ها، شکل و تعداد میله‌های مونتاژ کننده، وجود شیار در حلقه‌ها و کنترل دمای پخت مؤثر است. در مطالعه آزمایشگاهی، تعداد چرخه‌های بارگذاری، دامنه تغییر مکان برشی، میزان افت قائم جداساز، سختی مؤثر قائم و برشی و نسبت میرایی مؤثر بررسی شده است. نتایج تحلیلی، عددی و آزمایشگاهی بیانگر عملکرد مناسب جداسازهای الاستومری مسلح به حلقه‌های فلزی است. مقایسه نتایج حاصل از رابطه ارائه شده با نتایج عددی و آزمایشگاهی نیز نشان‌دهنده دقت زیاد سختی مؤثر قائم به دست آمده از روش پیشنهادی است.
این سیستم را می‌توان به عنوان یکی از روشهای کنترل غیر‌فعال سازه‌ها در نظر گرفت و با توجه به عملکرد جداساز مسلح به حلقه‌های فلزی، می‌توان از آنها در جداسازی لرزه‌ای، بویژه، در جداسازی کف طبقات استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها:
کنترل غیر فعال، جداساز لرزه‌ای، جداسازی طبقات، کنترل سازه، دینامیک سازه
This research shows effectiveness of using floor isolation system in order to reduce the response of structures in severe ground motions. It is known that the main part of mass is concentrated in the floor, so a suitable approach is to use appropriated isolation between the floor slab and structure. The study includes a comparison of building’s response under the accelerograms from the El-Centro NS, Taft EW and San Fernando N16 earthquakes when it is considered with and without the isolation system, and is carried out for buildings. It is found that the proposed isolation system is effective, is constructing able, and has the potential to become a suitable way to reduce structural earthquake damage in above buildings, although the isolation system is also suitable for absorbing earthquake energy.
Keywords: passive control; mass isolation; floor isolation system, structural control, Structural dynamic