عملکرد لرزه‌ای سازه‌های نامتقارن جرمی جداسازی شده فولادی با سیستم‌های مهاربندی شورون، ضربدری و زیپر

از روش‌های موثر مقابله با اثرات زمین‌لرزه بر سازه استفاده از سیستم جداساز لرزه‌‏ای است. در این مقاله عملکرد سازه‌های نامتقارن جداسازی شده فولادی با سیستم‌های ‏مهاربندی مختلف تحت اثر مولفه‌های افقی و قائم بررسی شده است. بدین منظور 3 نوع سیستم مهاربندی شورون، ضربدری و زیپر در سازه‌های 5 و 10 طبقه با ایجاد ‏نامتقارنی 10% و 20% درصدی ناشی از خروج از مرکزیت جرمی تحت اثر مولفه‌های قائم و افقی ‏زلزله مطالعه گردید. تحلیل تاریخچه زمانی ‏غیر‌خطی با 7 شتاب‌نگاشت منتخب حوزه نزدیک انجام شده ‌است. ابتدا سازه متقارن در دو حالت پایه ثابت و جداسازی شده تحلیل شد و سپس اثر نامتقارنی در دو حالت خروج از ‏مرکزیت جرمی 10% و 20% در سازه‌های مورد نظر مورد مقایسه قرار گرفت. متوسط مقدار نیروی برشی، دریفت و دوران طبقات و انرژی ورودی به سازه، پارامترهای مورد بررسی در این مقاله هستند. با افزایش خروج از مرکزیت جرمی سازه میزان جذب انرژی ورودی سازه توسط جداساز کاهش و برش پایه افزایش یافته است. در میان سیستم‌های مهاربندی متخلف، انرژی جذب شده توسط سیستم جداساز در سازه با مهاربند زیپر 53% افزایش یافته و میزان برش پایه 80% کاهش داشته است. بر اساس نتایج تحلیل، جداسازی از پایه در سازه با مهاربند ضربدری در حالت متقارن و نامتقارن جرمی، سبب کاهش بیش از 70% دوران طبقات نسبت به سایر سیستم‌های مهاربندی شده است.

Seismic performance of asymmetric isolated steel structures with different bracing systems

In this paper, the seismic performance of asymmetric isolated structures with different bracing systems under nearfault strong ground motions is investigated. Nonlinear 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 10story structures with 0%, 10% and 20% mass eccentricity have been studied. Nonlinear 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, baseisolation in the structure with crossbracing in symmetrical and asymmetric has caused a reduction of more than 70% of the floor rotation compared to other bracing systems.