کنترل پیچش سازه های نامتقارن با استفاده از توزیع میراگر

بررسی رفتار سازه ها در زمین لرزه های گذشته نشان می دهد که پیچش حاصل از نامتقارنی یکی از دلایل آسیب پذیریهای شدید بوده است. بررسیهای فراوانی که بر روی رفتار اینگونه سازه ها در حوزه الاستیک و غیرالاستیک و همچنین روشهای کنترل پیچش از طریق توزیع مناسب سختی و مقاومت اعضای باربر جانبی صورت گرفته، نشان داده اند که با تمهیدات طراحی نمی توان به طور همزمان اثر پیچش را روی چند پارامتر پاسخ خطی و غیرخطی کاهش داد. با توجه به مزیتهای روشهای نوین طراحی لرزه ای که در آنها از تجهیزات الحاقی استهلاک انرژی نظیر میراگرها به منظور کنترل پاسخها در زلزله استفاده می شود، ایده استفاده از توزیع مناسب این تجهیزات برای کاهش اثرات نامتقارنی با توجه به مزایای آن در رفع محدودیتهای توزیع سختی و مقاومت المانهای باربر جانبی و همچنین مقاوم سازی سازه های موجود، مطرح شده است. در این میان استفاده از میراگرهای ویسکوز با توجه به سادگی و مزیتهای رفتاری به عنوان یکی از روشهای مناسب مدنظر بوده اند. در این رساله سعی شده تا توزیعهای مناسب میراگرهای ویسکوز به منظور کاهش اثرات منفی پیچش بر روی عناصر سازه ای و تجهیزات غیر سازه ای ارائه گردد و امکان کاهش همزمان چند پاسخ که بر رفتار آنها حاکم هستند بررسی گردد. بدین منظور در حالت الاستیک اثرات توزیع پلانی میراگر ویسکوز بر مشخصات دینامیکی مدلهای یک طبقه و اثرات توزیع ارتفاعی این تجهیزات در سازه های چندطبقه مورد بررسی قرار گرفته که نشان دهنده تاثیر زیاد چیدمان میراگر بر برخی پارامترهای دینامیکی نظیر درصد میرایی مودهای سازه می باشد. همچنین مطالعات تحلیلی غیرخطی بااستفاده از شتابنگاشتهای مختلف بر روی مدلهای یک طبقه و چند طبقه با توزیعهای مختلف سختی، مقاومت و میراگر در پلان و ارتفاع صورت گرفته است. تغییرات پارامترهای مختلف نظیر نرمی و سختی پیچشی سازه ها، مقادیر مختلف ضریب میرایی میراگرها، خروج از مرکزیت سختی و جرمی و خروج از مرکزیت دو طرفه با زمین لرزه های دو مولفه ای نیز بررسی و اثرات آنها بر نتایج ذکر شده است. بر اساس نتایج بدست آمده با توزیع میراگر می توان اثرات پیچش را بر پاسخهای مهم سازه ای در بسیاری از حالات کاهش داد ضمن اینکه با تغییر برخی از پارامترهای ذکر شده در سازه یا سیستم میراگر امکان کنترل بهینه یک پاسخ یا کنترل همزمان چند پاسخ فراهم می شود که نتایج آن به تفصیل ذکر شده اند. به منظور اعتبارسنجی مطالعات تحلیلی و بررسی عملی رفتار میراگرهای ویسکوز مطالعه آزمایشگاهی بر روی مدل یک طبقه با مقیاس 1/6 با چیدمانهای متفاوت دو میراگر، بر روی میز لرزان انجام شده و نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی برای پاسخهای موثر بر رفتار پیچشی با هم مقایسه شده اند که تطبیق قابل قبولی را نشان داده اند. در نهایت توزیعهای مناسب میراگر ویسکوز در پلان و ارتفاع ساختمان به منظور کنترل اثرات پیچش بر روی پاسخهای حاکم بر رفتار عناصر مختلف برای سازه های با مشخصات سختی و مقاومت متفاوت تعیین شده است.