مطالعه اثر میرایی و شکل‌پذیری تغییرمکانی سازه بر طیف انرژی ورودی زلزله

Abstract

برای ارتقای طراحی لرزه‌ای سازه‌ها، ارایه معیارهای جامع‌تر نسبت به معیارهای رایج در طراحی لرزه‌ای برای جامعه مهندسی ضروری است. در مجامع تحقیقاتی استفاده از مفهوم انرژی به عنوان فلسفه طراحی لرزه‌ای مورد توجه قرار گرفته است لیکن برای کاربردی شدن مفهوم انرژی و توسعه آن در طراحی لرزه‌ای خلأ‌هایی وجود دارد که هدف اصلی این پژوهش پُرکردن بخش کوچکی از این خلأها است. معیار انرژی کمیتی ساده، اسکالر و مفهومی است. سهولت استفاده از طیف‌ها به عنوان ابزار کارآمد در مهندسی مورد توجه است؛ لذا مطالعه اثر میرایی و شکل‌پذیری بر روی طیف انرژی ورودی زلزله به سازه، برای بکارگیری معیار انرژی در طراحی لرزه‌ای گامی مؤثر است. در این پژوهش با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی برای 4 نسبت میرایی و 4 مقدار شکل‌پذیری، طیف‌های انرژی ورودی نسبی بر واحد جرم سازه برای 4 زلزله ایران تولید شده است. با بررسی 64 طیف تولید شده در این پژوهش، نتایج بدست آمده مورد بحث قرار گرفته است. بررسی طیف‌ها نشان می‌دهد که افزایش نسبت میرایی و شکل‌پذیری موجب هموارتر شدن طیف انرژی ورودی نسبی و کاهش تغییرات این طیف می‌شود. همچنین اثر تغییرات شکل‌پذیری بر طیف انرژی ورودی نسبی محسوس‌تر از اثر تغییرات نسبت میرایی بر طیف مذکور می‌باشد. تغییرات نسبت میرایی و شکل‌پذیری تأثیر ناچیزی بر تغییر پریود متناظر با قله طیف انرژی ورودی نسبی دارد. در مجموع و با تقریب مهندسی و در محدوده نسبت‌های میرایی و شکل‌پذیری مطالعه شده در این پژوهش نتیجه گیری شده است که در حوزه رفتار غیرارتجاعی و در محدوده وسیعی از پریودها، طیف انرژی ورودی نسبی بر واحد جرم سازه حساسیت چندانی نسبت به تغییرات نسبت میرایی و شکل‌پذیری ندارد و تابعی از پریود سازه می‌باشد؛ و با توجه به عدم اطلاع مهندسان طراح از مقادیر واقعی نسبت میرایی و شکل‌پذیری در زمان طراحی سازه، این موضوع یک مزیت محسوب می‌شود.