مطالعه موردی رفتار لرزه ای بیمارستان مجهز به میراگرهای ویسکوز خطی و غیرخطی

یکی از تکنولوژی های نوین در زمینه بهبود لرزه ای سازه های موجود و سازه های جدید الاحداث استفاده از میراگر ویسکوز می باشد. در این مطالعه تاثیر میراگرهای ویسکوز خطی و غیرخطی در رفتار لرزه ای یک بیمارستان 8 طبقه مورد بررسی قرار گرفته است. میراگرهای درنظر گرفته شده قبلا توسط نویسندگان این مقاله تست شده اند. بیمارستان مذکور در سه حالت بدون میراگر، با میراگرهای ویسکوز خطی و با میراگرهای ویسکوز غیرخطی طراحی شده سپس تحت اثر 14 جفت رکورد زلزله حوزه دور و نزدیک پاسخ های لرزه ای مختلف با یکدیگر مقایسه شده اند. استفاده از میراگرهای ویسکوز باعث کاهش وزن سازه به میزان 32 % نسبت به حالت بدون میراگر شده است. میراگرهای ویسکوز به طور متوسط شتاب طبقات را تا 50 % کاهش داده اند که بدین ترتیب نیروی لرزه ای کمتری به اجزای غیرسازه ای و تجهیزات داخل بیمارستان وارد می شود. مقایسه حداکثر و حداقل تغییرمکان و نیروی ایجاد شده در میراگرهای ویسکوز خطی و غیرخطی نشان می دهد، تغییرمکان ایجاد شده در میراگرهای غیرخطی به طور متوسط به میزان تنها 6 % از تغییرمکان ایجاد شده در میراگرهای خطی بیشتر است. اما تفاوت معنا داری در نیروی میراگرها وجود داشته به طوری که نیروهای ایجاد شده در میراگرهای غیرخطی به طور میانگین 38 % کمتر از نیروی ایجاد شده در میراگرهای خطی است و از این منظر تفاوت قابل توجهی بین رفتار میراگرها وجود دارد.

A Case Study on Seismic Performance of a Hospital with Linear and Nonlinear Viscous Dampers

Viscous dampers are known as one of the most effective energy dissipating devices to improve seismic performance of new and existing buildings. In this study, using 14 pairs of spectrally-matched ground motions, seismic behaviors of an 8-story hospital designed without damper, with linear viscous dampers and with nonlinear viscous dampers are compared with each other. Full-scale specimens of the considered dampers have been previously tested by the authors. Using linear and nonlinear viscous dampers, a saving of 32% is achieved on the required weight of the steel skeleton. Results indicated that in the case of hospital with linear and nonlinear viscous dampers, floor accelerations are reduced by 50% on average which means less seismic demands on non-structural elements. Improvement level of both linear and nonlinear viscous dampers are rather the same. However, nonlinear viscous dampers experienced significantly less force peaks such that, on average, the maximum damper forces of the nonlinear viscous dampers are 38% smaller than those of the linear viscous dampers. This can be considered as a one of the most pronounced advantages of nonlinear viscous dampers compared with their linear counterparts.