كاهش پاسخ لرزه‌اي در دو سازه مجاور به هم بسته شده با استفاده از سیستم جداساز لرزه‌ای براي يكي از سازه‌ها
الموضوعات : آنالیز سازه - زلزلهفاطمه شفق نیا 1 , رضا میلانچیان 2 , رضا سجودی زاده 3 , امید حداد 4
1 - گروه عمران ،دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه آزاد اسلامی واحد مهاباد ، مهاباد، ایران
2 - گروه عمران ،دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه آزاد اسلامی واحد مهاباد ، مهاباد، ایران
3 - استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، واحد مهاباد، دانشگاه آزاد اسلامی، مهاباد، ایران
4 - گروه عمران ،دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه آزاد اسلامی واحد مهاباد ، مهاباد، ایران
الکلمات المفتاحية: کنترل ارتعاشات سازه, جداساز لرزه‌ای, کنترل غیر فعال, سازه‌های متصل, زلزله,
ملخص المقالة :
وقوع اجتناب‌ناپذیر زلزله‌ها و تحمیل خسارت‌های فراوان جانی و مالی، تاکیدی بر لزوم یافتن راه‌حلی مناسب و قابل اعتماد جهت مقابله با این پدیده طبیعی است. تجربه زلزله های اخیر نشان می‌دهد که سازه‌هایی که بر اساس آیین‌نامه‌های جدید طراحی، و به شکل صحیح اجرا شده‌اند، معمولاً در زلزله‌ها عملکرد خوبی داشته‌اند. پژوهش حاضر، تاثیر اتصال فیزیکی دو سازه مجاور را با استفاده از میراگر و استفاده از سیستم جداساز لرزه‌ای در یکی از آنها و تاثیر آن بر رفتار سازه‌هادیگر مورد بررسی قرار می دهد یا به عبارتی دیگر دو سازه متصل که یکی در حالت کنترل شده و دیگری در حالت کنترل نشده می‌باشد. در حالت کلی هدف اصلی این مقاله بررسی نحوه اندرکنش دو سازه کنترل شده و کنترل نشده می‌باشد به نحوی که تاثیر سازه کنترل شده در بهبود رفتار سازه کنترل نشده بواسطه اتصال آنها مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این راستا ابتدا دو سازه ساختمانی 5 طبقه طراحی شده و با ایجاد اتصال در تراز طبقات، به هم وصل می‌شوند. در ادامه سیستم جداساز پایه در یکی از این دو ساختمان پیاده سازی شده و با انجام فرمول‌بندی معادلات حرکت سیستم سازه‌ای، پاسخ‌های کنترل نشده و کنترل شده سازه‌ها محاسبه می‌شوند. پاسخ کنترل شده سیستم سازه‌ای مجهز به جداساز پایه و پاسخ تحت تاثیر قرار گرفته سازه کنترل نشده مجاور مورد محاسبه قرار گرفته و نتایج نشانگر موثر بودن سیستم کنترلی پیاده شده در یکی از سازه‌ها در بهبود عملکرد سیستم سازه‌ای مجاور از نظر کاهش پاسخ سازه‌ای می‌باشد. با توجه به نتایج اگر ساختمان شماره 1 به تنهایی مورد کنترل ارتعاشات قرار گیرد تا 54 درصد در کاهش پاسخ سازه تحت رکورد لرزه‌ای طبس موثر است. با این حال اگر این ساختمان به ساختمان شماره 2 متصل شود و فقط در ساختمان شماره 1 از سیستم کنترل استفاده شود، به مقدار 63 درصد موثر خواهد بود که این نشانگر عملکرد مناسب میراگرهای الحاقی در تراز طبقات می‌باشد که دو سازه را به هم وصل کرده است. اگر ساختمان شماره 1 کنترل شود، در رفتار ساختمان شماره 2 نیز تغییر قابل توجهی به وجود می‌آید که در مورد زلزله لوماپریتا به حدود 33 درصد می‌رسد.
[1] De Domenico D, Gandelli E, Quaglini V. Effective base isolation combining low-friction curved surface sliders and hysteretic gap dampers. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2020;130:105989. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.105989
[2] Pérez-Rocha LE, Avilés-López J, Tena-Colunga A. Base isolation for mid-rise buildings in the presence of soil-structure interaction. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2021;151:106980. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2021.106980
[3] Li C, Chang K, Cao L, Huang Y. Performance of a nonlinear hybrid base isolation system under the ground motions. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2021;143:106589. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2021.106589
[4] Peng Y, Ma Y, Huang T, De Domenico D. Reliability-based design optimization of adaptive sliding base isolation system for improving seismic performance of structures. Reliability Engineering & System Safety. 2021;205:107167. https://doi.org/10.1016/j.ress.2020.107167
[5] Maureira-Carsalade N, Pardo E, Oyarzo-Vera C, Roco A. A roller type base isolation device with tensile strength. Engineering Structures. 2020;221:111003. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111003
[6] Khansefid A. Lifetime risk-based seismic performance assessment of buildings equipped with supplemental damping and base isolation systems under probable mainshock-aftershock scenarios. Structures. 2021;34:3647-3666. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.07.070
[7] Khan BL, Azeem M, Usman M, Farooq SH, Hanif A, Fawad M. Effect of near and far Field Earthquakes on the performance of various base isolation systems. Procedia Structural Integrity. 2019;18:108-18. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.08.014
[8] Li L, Liang Q. Effect of inerter for seismic mitigation comparing with base isolation. Structural Control and Health Monitoring. 2019;26(10):e2409. https://doi.org/10.1002/stc.2409
[9] Fu W, Zhang C, Li M, Duan C. Experimental investigation on semi-active control of the base isolation system using magnetorheological dampers for a concrete frame structure. Applied Sciences. 2019;9(18):3866. https://doi.org/10.3390/app9183866
[10] Habieb AB, Valente M, Milani G. Hybrid seismic base isolation of a historical masonry church using unbonded fiber reinforced elastomeric isolators and shape memory alloy wires. Engineering Structures. 2019;196:109281. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109281
[11] Klein R, Todaro A, Finne I. Investigation of a Method to Stabilize Wind-Induced Oscillations in Large Structures. American Society of Mechanical Engineers. 1972; 1. Available at URL: https://www.asme.org/
[12] Richardson A, Walsh KK, Abdullah MM. Closed‐form equations for coupling linear structures using stiffness and damping elements. Structural Control and Health Monitoring. 2013;20(3):281-259. https://doi.org/10.1002/stc.1485
[13] Bhaskararao AV, Jangid RS. Seismic response of adjacent buildings connected with dampers. In 13th World Conference on Earthquake Engineering. Vancouver, Canada. 2004; No: 3143. Available at URL: https://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/thirteenth_conf_Canada/
[14] Kontoni DP, Farghaly AA. Seismic response of adjacent unequal buildings subjected to double pounding considering soil-structure interaction. Computation. 2018;6(1):10. https://doi.org/10.3390/computation6010010
[15] Djerouni S, Abdeddaim M, Ounis A. Seismic response control of adjacent buildings using optimal backward-shared tuned mass damper inerter and optimal backward-shared tuned inerter damper. Asian Journal of Civil Engineering. 2021;22(8):1499-523. https://doi.org/10.1007/s42107-021-00395-1
[16]Ghahari SF, Abazarsa F, Ebrahimian H, Taciroglu E. Output‐only model updating of adjacent buildings from sparse seismic response records and identification of their common excitation. Structural Control and Health Monitoring. 2020;27(9):e2597. https://doi.org/10.1002/stc.2597
[17]Abbood IS, Mahmod M, Hanoon AN, Jaafar MS, Mussa MH. Seismic response analysis of linked twin tall buildings with structural coupling. International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018;9(11):208-19. Article ID: IJCIET_09_11_021 Available online at http://iaeme.com/Home/issue/IJCIET?Volume=9&Issue=11
[18] Barrios G, Nanayakkara V, De Alwis P, Chouw N. Effects of slenderness and the fundamental frequency on the dynamic response of adjacent structures. International Journal of Structural Stability and Dynamics. 2019;19(09):1950105. https://doi.org/10.1142/S0219455419501050
[19] Hashash YM, Dashti S, Musgrove M, Gillis K, Walker M, Ellison K, Basarah YI. Influence of tall buildings on the seismic response of shallow underground structures. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2018;144(12):04018097. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001990
[20] Ramakrishna U, Mohan SC, Kumar KS. Optimal Configuration of Viscous Dampers Connected to Adjacent Similar Buildings Using Particle Swarm Optimization. In Advanced Engineering Optimization Through Intelligent Techniques. Springer, Singapore. 2020;1: 799-807. https://doi.org/10.1007/978-981-15-1002-1_66
[21] Palermo M, Silvestri S. Damping reduction factors for adjacent buildings connected by fluid-viscous dampers. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2020;138:106323. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106323
[22] Milanchian R, Hosseini M. Study of vertical seismic isolation techniques with nonlinear viscous dampers for lateral response reduction. Journal of Building Engineering. 2019;23:144-54. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.02.010
[23] Milanchian R, Hosseini M, Nekooei M. Vertical isolation of a structure based on different states of seismic performance. Earthquakes and Structures. 2017; 13 (2): 103-118. https://doi.org/10.12989/eas.2017.13.2.103
[24] Milanchian R, Hosseini M. Torsional response reduction of plan-asymmetric vertical seismic isolation by an appropriate distribution of viscous and viscoelastic dampers. Structures. 2020; 27:962-974. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2020.07.009
[25] Cheng FY, Jiang H, Lou K. Smart Structures: Innovative Systems for Seismic Response Control. CRC Press. 2008; 672. eBook ISBN9780429126963. https://doi.org/10.1201/9781420008173
[26] Naeim F, James MK. Design of Seismic Isolated Structures: From Theory to Practice. 1999. John Wiley & Sons.304 pages.PrintISBN:9780471149217. http://dx.doi.org/10.1002/9780470172742
