كنترل لرزه‌اي ساختمان‌هاي چندين طبقه با استفاده از سيستم مستهلك كننده انرژي غير فعال وارون‌ساز لوله

Vibration control of multistory buildings by using tupe inversion diviceis

يكي از روش‌هاي موثر در كاهش پاسخ لرزه‌اي ساختمان‌ها در برابر بارگذاري ديناميكي ناشي از زلزله استفاده از سيستم‌هاي مستهلك كننده انرژي مي‌باشد. در اين مقاله كنترل لرزه‌اي ساختمان‌هاي چندين طبقه بوسيله سيستم مستهلك كننده انرژي وارون‌ساز لوله مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين سيستم مستهلك كننده نوين، انرژي ورودي را از طريق وارون نمودن يك لوله كه از مصالح شكل‌پذير ساخته شده است، جذب مي‌نمايد. اين سيستم داراي ظرفيت جذب انرژي بالايي بوده و مهمتر از آن مقدار بار تسليم و سختي آن تا پايان ظرفيتش ثابت باقي مي‌ماند. سيستم مذكور با مقياسي كوچك در يك سازه يك درجه آزادي نصب و بر روي ميز لرزه مورد آزمايش قرار گرفته است (1). نتايج مطالعات تجربي انجام گرفته نشان دهنده كارايي خوب اين سيستم در كنترل لرزه‌اي سازه يك درجه آزادي مذكور مي‌باشد.به منظور تعيين كارايي سيستم مستهلك كننده انرژي وارون‌ساز لوله در كنترل لرزه‌اي ساختمان‌هاي چندين طبقه، يك نرم‌افزار كامپيوتري تحت عنوان EarthQuake©2004 Mohammad Mehdi Eslamizadeh طراحي نوشته شد. اين نرم‌افزار قادر به شبيه‌سازي رفتار مستهلك كننده انرژي وارون‌ساز لوله و محاسبه پاسخ ديناميكي ساختمان‌هاي برشي مجهز شده به اين سيستم مستهلك كننده انرژي تحت اثر هر شتاب‌نگاشت زمين‌لرزه دلخواهي، مي‌باشد. نتايج مطالعات تيوريك انجام گرفته به كمك اين نرم‌افزار كامپيوتري، نشانگر عملكرد خوب سيستم مستهلك كننده انرژي وارون‌ساز لوله و كارايي اين سيستم در جذب انرژي ورودي از طرف زلزله و كنترل لرزه‌اي ساختمان‌هاي چندين طبقه مي‌باشد. اين مطالعات نشان مي‌دهد كه بكارگيري سيستم‌هاي مذكور در يك ساختمان چندين طبقه، بيش از شصت درصد جابجايي‌هاي نسبي طبقات و بالطبع بيشينه تنش‌هاي ايجاد شده در ستون‌هاي ساختمان تحت اثر زمين‌لرزه‌هاي مختلف را كاهش مي‌بخشد. از طرف ديگر، مطالعات انجام گرفته نشان مي‌دهند كه يك ساختمان مجهز شده به اين سيستم‌هاي مستهلك كننده انرژي، قادر به تحمل چهار زمين‌لرزه نسبتاً شديد و پي‌درپي بدون اتمام ظرفيت جاذب‌هاي انرژي، مي‌باشد.

The application of Energy absorbing systems in the structures are one of the main methods in attenuation of earthquake effects. In this paper, the vibration control of structures by using of tube inversion systems is considered. In this novel system, the energy is dissipated by the inversion of a metal tube. This energy dissipater has large energy absorbing capacity along with constant stiffness and yield limit, until the end of its absorption capacity. The tube inversion absorber has been already tested successfully in the earthquake engineering laboratory of Urmia University. The results were approving of a good performance for this system in in the developed. This program is able to simulate the behavior of the structures, equipped by this system, under any applied base excitation. The numerical studies by this program show that the vibration of structures could be mitigated considerably by using of the tube inversion system. The results of analysis for a multi story are indicationg that there are more than sixty percents reductions in the drifts (and obviously stresses) of the structure, when the tube inversion systems are applied in. These studies show that such a equipped structure can tolerate almost four successive severe earthquake, before the absorption capacity of absorbers end.