روش جدید برآورد فرکانس طبیعی ساختمان‌های بلند هرمی برای سیستم لوله در لوله و لوله با دیوار برشی

نیاز انسان به فضاهای مناسب و کافی برای زندگی و کار از یک سو و تراکم جمعیت و افزایش قیمت زمین و استفاده هر چه بیشتر از ساختمان‌هایی با ارتفاع بالا نیاز به تحقیقات در خصوص این سازه‌ها نیز افزایش می‌‌یابد. سیستم لوله‌ای هرمی نیز یکی سیستم‌های سازه‌ای مناسب برای ساختمان‌هایی با ارتفاع بالاست. هدف از این تحقیق بدست آوردن یکی از ویژگی‌های مهم دینامیکی یعنی فرکانس طبیعی (ω) برای تعدادی از ساختمان‌های بلند با سیستم لوله‌ای، لوله‌ای هرمی است و یک روش تقریبی نیز برای تجزیه، تحلیل و محاسبه فرکانس طبیعی با سیستم لوله‌ای هرمی ترکیبی با دیوار برشی، لوله در لوله هرمی ارائه می‌‌شود. اندازه زاویه هرم قاب لوله‌ای نسبت به امتداد قائم (طول ارتفاع) سازه متغیر می‌باشد روش پیشنهادی در اینجا ما را قادر می‌سازد تا با کمک برنامه نویسی رایانه‌ای، فرکانس طبیعی ساختمان‌های بلند لوله‌ای عمودی و هرمی شکل را محاسبه کنیم و مدل ها به دو صورت المان محدود و روش تحلیلی ریاضی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که روش مورد بررسی فرکانس طبیعی را به درستی محاسبه می‌کند و انطباق خوبی با نتایج المان محدود دارد و سازگاری بهتری با سازه‌های بدون زاویه هرمی و با ارتفاع بیشتر دارد و مقدار خطای محاسباتی حاصله بسیار کم می‌‌باشد. نتایج مدل پیشنهادی ریاضی که روشی آسان برای استفاده و روش قابل فهم از ویژگی‌های دینامیکی سازه و اثر تغییرات زاویه برفرکانس می‌پردازد. همچنین این روش تحلیلی کمترین خطا را برای سیستم‌های لوله در لوله و بیشترین خطا را برای سیستم لوله‌ای ترکیبی با دیوار برشی هرمی و قائم دارند.

New method of estimating natural frequency of tall pyramidal buildings for tube-in-tube and tube with shear wall systems

The need for adequate and appropriate living and working spaces and population density and the increasing cost of land and use of highrise buildings requires growing research on these structures. The tube system is one of the most suitable structural systems for highrise buildings. The purpose of this study was to obtain one of the most important dynamic properties, namely the natural frequency (ω) for a number of tall buildings with a pyramidal tube system. A tubeintube approximate method for analyzing and calculating the natural frequency of a combined pyramidal tube system with shear wall pyramid is presented. The size of the pyramid angle of the tube frame varies with the length (height) of the structure. The proposed method enables us to calculate the natural frequency of vertical and curved tall buildings with the help of computer programming. The models were analyzed using finite element form and mathematical analytical method. The results show that the investigated method correctly calculates the natural frequency and is in good agreement with the finite element results and has better compatibility with pyramidal angle structures with higher altitude, and the resulting computational error is much lower. The results of the proposed mathematical model provide an easytouse method for understanding the dynamic properties of structures and the effects of anglefrequency variations. Furthermore, this analytical method has the least error for tube systems with tubeintube and the highest error for shear wall pyramidal systems.