طراحی لرزه ای بهینه سازه های با میراگر پسماندی با در نظر گرفتن انعطاف پذیری خاک

Abstract

استفاده گسترده‌ی سیستم‌های اتلاف انرژی موجب شده است تا محققان به دنبال بهینه‌سازی مشخصه‌های مکانیکی این سیستم‌ها جهت بهبود عملکرد لرزه‌ای سازه‌ها باشند. تا کنون تحقیقات قابل توجهی بر روی بهینه سازی سازهای پای ثابت دارای میراگرهای غیرفعال انجام شده است. از طرفی مطالعات اخیر نشان داده است که اثر اندرکنش-خاک سازه می‌تواند به طور قابل‌توجهی الگوی بار لرزه‌ای بهینه سازه‌های ارتجاعی و خصوصا غیر‌ارتجاعی را تحت تاثیر قرار دهد. دراین تحقیقات الگوریتمهای بهینه‌سازی جدیدی برای طراحی لرزه‌ای بهینه سازه‌های برشی با در نظرگرفتن اثر انعطاف‌پذیری خاک (اندرکنش خاک-سازه) ارائه شد. هرچند که مطالعات بسیار محدودی در رابطه با بهینه سازی لرزه‌ای اینگونه ساز‌ها با حضور میراگرها مطرح شده است. در این مطالعه، با ارائه‌ی یک الگوریتم پیشنهادی مبتنی بر توزیع خسارت یکنواخت بر روی سازه‌های برشی معادل‌، اثر اندرکنش خاک-سازه بر توزیع بهینه میراگرهای پسماندی مورد مطالعه‌ی پارمتریک قرار می‌گیرد. بدین منظور ساز‌های برشی معادل با سازه‌‌های فولادی واقعی دارای میراگر‌های پسماندی واقع بر بستر انعطاف‌پذیر تحت اثر 15 شتابنگاشت زمین‌لرزه‌ی دور از گسل که بدون پالس می‌باشند بهینه شده و اثر پامتر‌‌های موثر اندرکنشی در پاسخ بهینه مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج این مطالعه حاکی از آنست که استفاده از الگوریتم پیشنهادی برای دستیابی به توزیع بهینه میراگر‌های پسماندی با احتساب اثر اندرکنش خاک-سازه، امکان آن را فراهم می‌آورد که با توزیع مناسب میراگرهای پسماندی، عملکرد لرزه ای سازه اولیه تا حد قابل توجهی افزایش یابد. همچنین نتیجه گرفته شد که اثر پارامترهای کلیدی اندرکنشی مانند فرکانس بی‌بعد و نسبت لاغری در نحوه‌ی توزیع الگوی بهینه کاملا قابل ملاحظه است، به نحوی که افزایش اثر اندرکنش-خاک سازه موجب افزایش بار لرزه‌ای در پای سازه و خصوصا در طبقه‌ی بام می‌شود که می‌تواند ناشی از افزایش انعطاف‌پذیری سیستم خاک-سازه نسبت به حالت پای ثابت و اثر قابل توجه مودهای بالاتر باشد.