عملكرد لرزه‌اي سازه‌هاي نامتقارن جرمي جداسازي شده فولادي با سيستم‌هاي مهاربندي شورون، ضربدري و زيپر

Seismic performance of asymmetric isolated steel structures with different bracing systems

از روش‌هاي موثر مقابله با اثرات زمين‌لرزه بر سازه استفاده از سيستم جداساز لرزه‌اي است. در اين مقاله عملكرد سازه‌هاي نامتقارن جداسازي شده فولادي با سيستم‌هاي مهاربندي مختلف تحت اثر مولفه‌هاي افقي و قائم بررسي شده است. بدين منظور 3 نوع سيستم مهاربندي شورون، ضربدري و زيپر در سازه‌هاي 5 و 10 طبقه با ايجاد نامتقارني 10% و 20% درصدي ناشي از خروج از مركزيت جرمي تحت اثر مولفه‌هاي قائم و افقي زلزله مطالعه گرديد. تحليل تاريخچه زماني غير‌خطي با 7 شتاب‌نگاشت منتخب حوزه نزديك انجام شده ‌است. ابتدا سازه متقارن در دو حالت پايه ثابت و جداسازي شده تحليل شد و سپس اثر نامتقارني در دو حالت خروج از مركزيت جرمي 10% و 20% در سازه‌هاي مورد نظر مورد مقايسه قرار گرفت. متوسط مقدار نيروي برشي، دريفت و دوران طبقات و انرژي ورودي به سازه، پارامترهاي مورد بررسي در اين مقاله هستند. با افزايش خروج از مركزيت جرمي سازه ميزان جذب انرژي ورودي سازه توسط جداساز كاهش و برش پايه افزايش يافته است. در ميان سيستم‌هاي مهاربندي متخلف، انرژي جذب شده توسط سيستم جداساز در سازه با مهاربند زيپر 53% افزايش يافته و ميزان برش پايه 80% كاهش داشته است. بر اساس نتايج تحليل، جداسازي از پايه در سازه با مهاربند ضربدري در حالت متقارن و نامتقارن جرمي، سبب كاهش بيش از 70% دوران طبقات نسبت به ساير سيستم‌هاي مهاربندي شده است.

In this paper, the seismic performance of asymmetric isolated structures with different bracing systems under near-fault strong ground motions is investigated. Non-linear dynamic analyses are performed under the simultaneous application of horizontal and vertical components of seismic acceleration. For this purpose, three types of chevron, cross and zipper bracing systems in 5 and 10-story structures with 0%, 10% and 20% mass eccentricity have been studied. Non-linear time history analysis is performed by seven selected accelerograms. First, the symmetrical structure was analyzed in fixed and isolated base states. Then, the asymmetric effect on two eccentricity cases 10% and 20% in the target structures, was compared. The parameters studied in this paper are the average shear force, drift and rotation of floors, and input energy to the structure. With an increasing eccentricity of the structure, the energy absorption by the isolator is reduced and the base shear is increased. Among the different bracing systems, the energy absorbed by the isolation system in the structure with zipper bracing increased by 53% and the base shear rate decreased by 80%. Based on the analysis results, base-isolation in the structure with cross-bracing in symmetrical and asymmetric has caused a reduction of more than 70% of the floor rotation compared to other bracing systems.