مقایسه جذب انرژی لرزه ای و پاسخ شتاب زلزله در قابهای دو بعدی فولادی مفصلی 5 و 15 طبقه مجهز به مهاربندهای ضربدری همگرا، کمانش ناپذیر و میراگر اصطکاکی

هدف، یافتن روشهای مناسب جهت کاهش نیروی جانبی وارده به سازه از طریق کاستن جذب انرژی لرزه ای در اعضایسازه ای اصلی است که نتیجتا پاسخ شتاب زلزله کمتری به سازه وارد و طبعا مقدار نیروی زلزله اعمالی کم گردد. قاب فولادی بامهاربند ضربدری همگرا با وجود قدرت خوب جذب انرژی، عملا به علت کمانش مهاربند در اثر نیروی فشاری، میزان جذبانرژی و متعاقبا شکل پذیری ضعیفی در رفتار غیر خطی دارد. سناریوی دیگر، مهاربند کمانش ناپذیر می باشد که با جلوگیری ازکمانش مهاربند و عدم تسلیم در فشار و کشش، قابلیت جذب انرژی بسیار افزونتری نسبت به سیستم رایج مهاربند ضربدریمعمولی داشته و لذا موجب کاهش قابل توجه در پاسخ شتاب زلزله در سازه می گردد. اما امروزه سناریویی خاص در صنعتساختمان، استفاده از سیستم کنترل غیر فعال است که با استفاده از وسایل جذب کننده انرژی (میراگرها یا دمپرها)، توان جذبانرژی سازه را افزایش می دهد. بدین ترتیب که مقدار عمده ای از انرژی لرزه ای بارهای جانبی، توسط میراگر یا دمپر جذبمی گردد و در نتیجه؛ میزان انرژی لرزه ای جذب شده توسط اعضای سازه ای اصلی کاهش می یابد.در این پژوهش، مقدمتا دو قاب فولادی مفصلی دو بعدی بطور جداگانه با دو مرتبه ارتفاعی 5 و 15 طبقه مهاربندی شده بابادبند ضربدری همگرا، توسط نرم افزار ETABS و طبق مبحث 10 و مبحث 6 مقررات ملی ساختمان و طبق استاندارد 2800 زلزله ایران، تحلیل و طراحی می گردد و نتیجتا ابعاد مقاطع سازه ای مشخص می شود. متاخرا قاب های مذکور، متشکل از: قاب فولادی مفصلی با سامانه مهاربند ضربدری همگرا (CCB)، مهاربند کمانش تاب (BRB) و میراگر اصطکاکی (Damper)، در نرم افزار PERFORM-3D با همان مقاطع سازه ای طرح شده در مرحله اول، مدل می گردد و تحت آنالیز غیر خطی دینامیکی تاریخچه زمانی قرار می گیرد. سپس جذب انرژی لرزه ای در اعضای سازه ای اصلی (ستون و تیر) و در سیستم باربر جانبی (مهاربندی) و همچنین پاسخ شتاب زلزله وارد بر مرکز جرم بام قاب ها؛ بسته به مرتبه ارتفاعی هر قاب و متناظر با سه سامانهمهاربندی مورد اشاره، توسط نرم افزار مذکور برآورد می شود.در باب نتایج تحقیق؛ مهاربند ضربدری همگرا نسبت به مهاربند کمانش ناپذیر و میراگر اصطکاکی، دارای کمترین جذبانرژی لرزه ای در سیستم باربر جانبی (متقابلا بیشترین جذب انرژی در ستون و تیر) و بیشترین پاسخ شتاب زلزله در مرکز جرمبام می باشد. نیز سامانه های مهاربند کمانش تاب و میراگر اصطکاکی، تقریبا رفتار یکسانی از حیث بیشترین جذب انرژیلرزه ای در سیستم باربر جانبی (متقابلا کمترین جذب انرژی در ستون و تیر) دارد. همچنین سیستم میراگر اصطکاکی نسبت بهمهاربند کمانش ناپذیر، منجر به کمترین شتاب زلزله در مرکز جرم بام می گردد.

کلیدواژه ها:

جذب انرژی ، شتاب زلزله ، کمانش تاب ، میراگر اصطکاکی ، تاریخچه زمانی