کنترل لرزه‌ای ساختمان‌های چندین طبقه با استفاده از سیستم مستهلک کننده انرژی غیر فعال وارون‌ساز لوله

آنالیز سازه - زلزله

مقاله 2، دوره 3، شماره 3، خرداد 1385، صفحه 8-16   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمدمهدی اسلامی زاده^* ؛ حبیب سعید منیر

چکیده

یکی از روش‌های مؤثر در کاهش پاسخ لرزه‌ای ساختمان‌ها در برابر بارگذاری دینامیکی ناشی از زلزله استفاده از سیستم‌های مستهلک کننده انرژی می‌باشد. در این مقاله کنترل لرزه‌ای ساختمان‌های چندین طبقه بوسیله سیستم مستهلک کننده انرژی وارون‌ساز لوله مورد بررسی قرار می‌گیرد. این سیستم مستهلک کننده نوین، انرژی ورودی را از طریق وارون نمودن یک لوله که از مصالح شکل‌پذیر ساخته شده است، جذب می‌نماید. این سیستم دارای ظرفیت جذب انرژی بالایی بوده و مهمتر از آن مقدار بار تسلیم و سختی آن تا پایان ظرفیتش ثابت باقی می‌ماند. سیستم مذکور با مقیاسی کوچک در یک سازه یک درجه آزادی نصب و بر روی میز لرزه مورد آزمایش قرار گرفته است (1). نتایج مطالعات تجربی انجام گرفته نشان دهنده کارایی خوب این سیستم در کنترل لرزه‌ای سازه یک درجه آزادی مذکور می‌باشد.
به منظور تعیین کارایی سیستم مستهلک کننده انرژی وارون‌ساز لوله در کنترل لرزه‌ای ساختمان‌های چندین طبقه، یک نرم‌افزار کامپیوتری تحت عنوان EarthQuake©2004 Mohammad Mehdi Eslamizadeh طراحی نوشته شد. این نرم‌افزار قادر به شبیه‌سازی رفتار مستهلک کننده انرژی وارون‌ساز لوله و محاسبه پاسخ دینامیکی ساختمان‌های برشی مجهز شده به این سیستم مستهلک کننده انرژی تحت اثر هر شتاب‌نگاشت زمین‌لرزه دلخواهی، می‌باشد. نتایج مطالعات تئوریک انجام گرفته به کمک این نرم‌افزار کامپیوتری، نشانگر عملکرد خوب سیستم مستهلک کننده انرژی وارون‌ساز لوله و کارایی این سیستم در جذب انرژی ورودی از طرف زلزله و کنترل لرزه‌ای ساختمان‌های چندین طبقه می‌باشد. این مطالعات نشان می‌دهد که بکارگیری سیستم‌های مذکور در یک ساختمان چندین طبقه، بیش از شصت درصد جابجائی‌های نسبی طبقات و بالطبع بیشینه تنش‌های ایجاد شده در ستون‌های ساختمان تحت اثر زمین‌لرزه‌های مختلف را کاهش می‌بخشد. از طرف دیگر، مطالعات انجام گرفته نشان می‌دهند که یک ساختمان مجهز شده به این سیستم‌های مستهلک کننده انرژی، قادر به تحمل چهار زمین‌لرزه نسبتاً شدید و پی‌درپی بدون اتمام ظرفیت جاذب‌های انرژی، می‌باشد.