در روش طراحی بر اساس انرژی، هدف تامین ظرفیت اتلاف انرژی در سازه در برابر نیاز به مقدار انرژی لرزه‌ای ورودی است. در سالهای آغازین فلسفه طراحی بر اساس انرژی، انرژی ورودی عمدتا مستقل از ویژگی‌های سازه، از جمله توزیع سختی در ارتفاع فرض می‌شد. همچنین فرض می‌شد که در محدوده وسیعی از پریود، انرژی ورودی حتی مستقل از پریود بوده و مقدار طیفی آن ثابت می‌باشد. با توسعه بیشتر فلسفه طراحی بر اساس انرژی، این فرض مورد نقد قرار گرفت و موضوعی چالش برانگیز گردید. تمرکز اصلی این رساله، پژوهش بر روی محدوده اعتبار این فرض، و مطالعه بر روی امکاناتی است که با کنار گذاشتن آن، در طراحی بهینه سازه‌ها قابل دستیابی خواهد بود. ابتدا نشان داده میشود که فرض ثابت بودن مقدار طیفی انرژی ورودی صرفا فرضی ساده کننده و دور از واقعیت می‌باشد، آنگاه امکان پذیر بودن یافتن یک توزیع بهینه سختی برای کمینه کردن انرژی ورودی نشان داده میشود. در مرحله بعد برای سازه‌های با رفتار برشی و در محدوده خطی توزیع بهینه معرفی و نشان داده میشود که برای سازه‌های میان مرتبه ( تا حدود ۲۰ طبقه ) این توزیع را می‌توان سهموی در نظر گرفت. برای سازه‌های بلندتر، شکل توزیع با منحنی زنگی شکل انطباق بیشتری پیدا می‌کند. نشان داده میشود که در محدوده مورد بررسی، انرژی ورودی وقتی کمینه خواهد شد که توزیع بهینه سختی موجب یکنواختی جابجایی‌های نسبی طبقات گردد. علی رغم بهینه بودن توزیع بدست آمده، اختلاف در انرژی ورودی حاصل قابل توجه ارزیابی نمی‌شود. برای آزمودن تاثیر عملی توزیع سختی بدست آمده، چهار قاب ساختمانی ۵ ، ۱۲، ۱۶ و ۲۰ طبقه و برای هر قاب سه توزیع یکنواخت، پله ای و بهینه طراحی و تحلیل غیر خطی می‌شوند. تاثیر توزیع سختی بر انرژی ورودی– انرژی هیسترتیک و برخی شاخصهای خسارت ارزیابی میشود. نتایج حاصله ضمن آنکه بطور کلی بهینه بودن توزیع سختی مورد نظر را منعکس می‌کنند، در عین حال نشان می‌دهند که عملا تاثیر آن در کاهش شاخصهای انرژی اندک، اما در کاهش شاخصهای خسارت چشمگیر می‌باشد. این نتیجه‌گیری با برخی از تحقیقات قبلی در تناقض بوده و با برخی دیگر همسویی کامل دارد.
بکارگیری انرژی ورودی برای بهینه سازی ویژگی های هیسترتیک سازه ها (مطالعه موردی بر روی قابهای خمشی فولادی)/حداد شرق فرزان
/توسط Arash Eslamiدر روش طراحی بر اساس انرژی، هدف تامین ظرفیت اتلاف انرژی در سازه در برابر نیاز به مقدار انرژی لرزه‌ای ورودی است. در سالهای آغازین فلسفه طراحی بر اساس انرژی، انرژی ورودی عمدتا مستقل از ویژگی‌های سازه، از جمله توزیع سختی در ارتفاع فرض می‌شد. همچنین فرض می‌شد که در محدوده وسیعی از پریود، انرژی ورودی حتی مستقل از پریود بوده و مقدار طیفی آن ثابت می‌باشد. با توسعه بیشتر فلسفه طراحی بر اساس انرژی، این فرض مورد نقد قرار گرفت و موضوعی چالش برانگیز گردید. تمرکز اصلی این رساله، پژوهش بر روی محدوده اعتبار این فرض، و مطالعه بر روی امکاناتی است که با کنار گذاشتن آن، در طراحی بهینه سازه‌ها قابل دستیابی خواهد بود. ابتدا نشان داده میشود که فرض ثابت بودن مقدار طیفی انرژی ورودی صرفا فرضی ساده کننده و دور از واقعیت می‌باشد، آنگاه امکان پذیر بودن یافتن یک توزیع بهینه سختی برای کمینه کردن انرژی ورودی نشان داده میشود. در مرحله بعد برای سازه‌های با رفتار برشی و در محدوده خطی توزیع بهینه معرفی و نشان داده میشود که برای سازه‌های میان مرتبه ( تا حدود ۲۰ طبقه ) این توزیع را می‌توان سهموی در نظر گرفت. برای سازه‌های بلندتر، شکل توزیع با منحنی زنگی شکل انطباق بیشتری پیدا می‌کند. نشان داده میشود که در محدوده مورد بررسی، انرژی ورودی وقتی کمینه خواهد شد که توزیع بهینه سختی موجب یکنواختی جابجایی‌های نسبی طبقات گردد. علی رغم بهینه بودن توزیع بدست آمده، اختلاف در انرژی ورودی حاصل قابل توجه ارزیابی نمی‌شود. برای آزمودن تاثیر عملی توزیع سختی بدست آمده، چهار قاب ساختمانی ۵ ، ۱۲، ۱۶ و ۲۰ طبقه و برای هر قاب سه توزیع یکنواخت، پله ای و بهینه طراحی و تحلیل غیر خطی می‌شوند. تاثیر توزیع سختی بر انرژی ورودی– انرژی هیسترتیک و برخی شاخصهای خسارت ارزیابی میشود. نتایج حاصله ضمن آنکه بطور کلی بهینه بودن توزیع سختی مورد نظر را منعکس می‌کنند، در عین حال نشان می‌دهند که عملا تاثیر آن در کاهش شاخصهای انرژی اندک، اما در کاهش شاخصهای خسارت چشمگیر می‌باشد. این نتیجه‌گیری با برخی از تحقیقات قبلی در تناقض بوده و با برخی دیگر همسویی کامل دارد.