اثرات مودهای بالاتر و درجات آزادی بر نیاز انرژی در سازه‌های بتن‌آرمه با دیوار برشی فولادی

لازم است جهت طراحی بهینه قاب‌های خمشی بتن‌ آرمه با دیوار برشی فولادی به ارائه معیارهای طراحی لرزه‌ای سیستم‌های سازه‌ای به‌ طور مناسب پرداخته شود. محققین برای اندازه‌گیری و کمینه‌سازی خسارت‌های تجمعی به سازه‌ها از نیازهای انرژی به‌ عنوان ابزاری مهم و کارآمد استفاده نموده که این نیازهای انرژی به ‌شدت و زمان تداوم زلزله وابسته است. لذا در این پژوهش تلاش می‌شود تا با بررسی ویژگی‌های پاسخ انرژی حاصل از تحلیل سیستم‌های یک درجه آزادی معادل در برابر شتاب‌نگاشت‌های نزدیک گسل پالس گونه به تخمین انواع بیشینه انرژی و رابطه آن با سیستم چند درجه آزادی برای سه سازه بتن ‌آرمه با دیوار برشی فولادی کوتاه، میان و بلند مرتبه تحت ضرایب شکل‌پذیری 1، 2، 3، 4 و 5 با مد‌ل‌سازی در نرم‌افزار opensees پرداخته شود. از طرفی کلیه مدل‌ها به ‌صورت یک سازه یک درجه آزادی مد‌ل‌سازی شده‌اند. با توجه به اینکه در سال‌های اخیر دیوارهای برشی فولادی در قاب‌های بتن ‌آرمه مورد استقبال مهندسان قرار گرفته و در زمینه‌ی نیاز انرژی با رویکرد تقاضای شکل‌پذیری در سازه‌های بتنی همراه با دیوار برشی فولادی کار تحقیقاتی مبسوطی صورت نگرفته است، لذا اهمیت مطالعه در این زمینه بیش ‌از پیش تبیین می‌نماید. نتایج بررسی تغییرات نسبت انرژی چرخه‌ای به‌ کل انرژی تلف ‌شده در سازه‌ها نشان می‌دهد که در سیستم چند درجه آزادی مستقل از دوره تناوب بوده به قسمتی که اثر مودهای بالاتر چندان بر آن قابل‌ توجه نیست. همچنین با افزایش ضریب شکل‌پذیری این نسبت برای سیستم چند درجه آزادی به نتایج سیستم یک درجه آزادی نزدیک‌تر شده و به تعبیری افزایش ضریب شکل‌پذیری منجر به کاهش اثرات مودهای بالاتر می‌گردد.

effects of higher modes and degrees of freedom on energy requirement in reinforced concrete structures with steel shear wall

it is necessary to provide seismic design criteria for structural systems in order to optimally design bending reinforced concrete frames with steel shear wall. researchers have used energy requirements as one of the most important and efficient tools to measure and minimize cumulative damage to structures, which depend strongly on the time and duration of the earthquake. therefore, this study attempts to investigate the energy response properties of an equivalent single degree of freedom versus near pulse species acceleration accelerometers to estimate the maximum energy types and its relation to a multi-degree of freedom for three reinforced concrete structures with steel shear walls, low-rise, mid-rise and high-rise under ductile coefficients of 1, 2, 3, 4 and 5. the results of the study of the changes in the ratio of cyclic energy to total energy wasted in the structures show that in the multi-degree system, the period is independent of the periodicity to the extent that the effect of higher modes is negligible. also, by increasing the ductility coefficient, this ratio for the multi-degree system is closer to the results of the one-degree system and, in a sense, increasing the ductility coefficient results in a decrease in the effects of higher modes.