مقایسه رفتار سازه‎های جداسازی شده بر روی انواع جداگرهای اصطکاکی تحت زلزله‎های حوزه نزدیک

در این مطالعه به مقایسه رفتار لرزه‎ای روسازه‎های جداسازی شده با انواع جداگرهای آونگی اصطکاکی تحت تاثیر رکوردهای زلزله حوزه نزدیک پرداخته شده است. جهت بررسی و مقایسه رفتار لرزه‎ای جداگرهای مختلف، دو پارامتر مهم که در آیین‎نامه‎های طراحی مورد استفاده قرار می‎گیرد، یکی زمان تناوب موثر و دیگری میرایی موثر به عنوان دو معیار اصلی در نظر گرفته شده است. جداگرها به گونه‎ای طراحی شده‎اند که دارای پریود جداسازی و میرایی موثر مشخص باشند، تا بتوان پاسخ لرزه‎ای آن‎ها را مقایسه نمود. روسازه‎ها به صورت خطی و سه‎بعدی بوده و دارای سه، شش و نُه طبقه فلزی از نوع قاب خمشی هستند. همچنین جداگرها از نوع آونگی اصطکاکی تکی، دوگانه و سه‎گانه بوده که به صورت غیر‎خطی در نرم افزار sap2000 مدلسازی شده‎اند. با انجام تحلیل‎های تاریخچه زمانی بر روی مدل‎ها و با بررسی پاسخ‎های مختلف سازه از جمله حداکثر شتاب بام، برش پایه، جابجایی در تراز بالای جداگر و دریفت روسازه مشخص گردید که سازه‎های جداسازی شده با جداگر آونگی اصطکاکی سه‎گانه نسبت به سازه‎های جداسازی شده با جداگرهای تکی و دوگانه رفتار موثرتر و بهتری خواهند داشت. این نتیجه نشان از توانایی این جداگر در کنترل بهتر رفتار سازه به خاطر طولانی‎تر بودن منحنی سه خطی نرم شونده و همچنین رفتار سخت شونده در فازهای انتهای حرکت دارد، که با افزایش تعداد طبقات روسازه همچنان این خاصیت را حفظ نموده است. همچنین مقایسه عملکرد انواع جداگرهای طراحی شده حاکی از برتری جداگر آونگی اصطکاکی سه‎گانه نسبت به دو نوع دیگر در کنترل جابجایی تراز جداسازی، شتاب و دریفت روسازه بوده است.

Comparison of the behavior of isolated structures mounted on different types of friction isolators subjected to near-field earthquakes

In this study, seismic behavior of isolated structures supported on different types of friction pendulum bearings namely SFP, DCFP and TCFP subjected to seven records of near fault ground motion have been compared. To investigate the results of different isolators, they are designed in a way to have the same effective period and effective damping as two important parameters. Threedimensional linear models of three, six and nine story steel moment frames supported on nonlinear FPS, DCFP and TCFP isolators are constructed in the SAP2000 software. By performing nonlinear dynamic analysis and investigating various structural responses such as maximum acceleration of the roof, isolators displacement, base shear and drift of the superstructure, it is showed that the isolation with the TCFP bearing are more efficient than isolation with DCFP and FPS ones. The main reason of this good behavior is fiveregime backbone curve of this isolator in which the two last stages of the motion have hardening behavior. In addition, the comparison of the performance of the different isolators suggests the superiority of the TCFP bearing in controlling the displacement of the isolator, acceleration of the roof, and drift of the superstructure. The advantages of TCFP isolator are observed in all the studied superstructures with three, six and nine stories.