حساسیت سنجی پارامترهای اندرکنشی میز لرزان/ نباتی فرزانه

میز لرزه ابزار کارآمدی در بخش ارتعاشات مهندسی عمران است. این ابزار امکان مطالعه و مشاهده رفتار دینامیکی سازه‌ها تحت بارگذاری‌های هارمونیک، زلزله، جاروی فرکانسی و نظیر این بارها را فراهم می‌آورد. بااین‌وجود عوامل متعددی می‌توانند بر عملکرد صحیح این ابزار تأثیرگذارند و باعث ایجاد خطا در نتایج آزمایش‌ها گردند. اندرکنش سازه تحت آزمایش با میز، اندرکنش خاک و سازه و محدودیت‌های فیزیکی خود میز لرزه از مهم‌ترین این عوامل هستند. یکی از راهکارهای مناسب جهت بهبود عملکرد میزلرزان و کاهش انتقال  ارتعاشات میز به محیط پیرامونی جداسازی پی است.

در این پایان‌نامه مدلی عددی به‌منظور ارزیابی عملکرد میزلرزان ارائه گردیده است. این مدل جهت بررسی عملکرد میز لرزه و تعیین پاسخ سازه‌های مجاور آن‌که از عملکرد میز مؤثر شده‌اند، ارائه‌شده است. با استفاده از این مدل می‌توان به بررسی عملکرد میزلرزان با پی جداسازی شده و یا مقایسه آن با پی صلب پرداخت و اثرات کاهش وزن عرشه میز بر عملکرد میز را موردمطالعه قرارداد.

با استفاده از این مدل مشخص گردید که کاهش ۵۰ درصدی در وزن عرشه میز به‌طور متوسط باعث کاهش ۳۰ درصدی در شتاب و تغییر مکان پی می‌گردد ولی این تغییر تأثیر اندکی بر پاسخ سازه‌های مجاور میز دارد. تغییر در طراحی پی و تبدیل آن از پی صلب به پی جداسازی شده به‌طور متوسط موجب کاهش ۸۵ درصدی دامنه طیف پاسخ شتاب سازه‌های مجاور میز می‌گردد. همچنین با این تغییر دامنه شتاب پی در تراز زمین به میزان ۹۰ درصد و تغییر مکان پی در تراز زمین به‌طور متوسط ۶۰ درصد کاهش می‌یابد.

تحلیل صورت گرفته مشخص کرد که با جداسازی پی حداکثر تغییر مکان نسبی بین دولایه جداسازی شده به ۶ میلی‌متر (با دامنه تحریک معادل شتاب ثقل و با وزن نمونه ‌آزمایشی ۲۰ تن ) خواهد بود. در مطالعه تاریخچه زمانی مشخص گردید که جداسازی پی در تغییر مکان بازوی دینامیکی جک هیدرولیکی نیز تفاوتی برابر با ۶ میلی‌متر ایجاد می‌نماید. این اختلاف در تحلیل فرکانسی بازوی دینامیکی جک موردبررسی قرار گرفت. اختلاف موجود در بازه ۰٫۱ هرتز تا ۵ هرتز دارای اختلاف دامنه جزئی میان پاسخ تغییرمکانی در پی صلب با پی جداسازی شده است. بااین‌وجود تغییرات گفته‌شده به علت محتوای فرکانسی محدود آن‌ها قابل‌حذف از طریق الگوریتم کنترلی موجود در سیستم کنترل و مکانیزم عملکردی جک‌های هیدرولیکی خواهد بود. تحقیق حاضر همچنین نشان می‌دهد که ارتعاشات انتقال‌یافته از میز به زمین در پی صلب در محدوده فرکانس‌های حدود ۲۰ هرتز تا ۵۰ هرتز بسیار بالا است و این امر ممکن است موجب ارتعاش ناخواسته در عناصر ظریف در سازه‌های مجاور نظیر شیشه‌ها، تأسیسات ساختمانی گردد. جداسازی پی باعث حذف این محتوای فرکانسی گردیده و تأثیر نامطلوب آن را در سازه‌های مجاور کاهش می‌دهد. با توجه به نتایج حاصله می‌توان ادعا کرد که جداسازی پی بدون اثر قابل‌توجه در عملکرد میز می‌تواند کمک بزرگی در کاهش انتقال ارتعاشات از میز به محیط اطراف داشته باشد. بااین‌وجود تصمیم‌گیری در این مورد نیازمند مطالعات گسترده‌تر با استفاده از مدل‌های دقیق‌تر خواهد بود.