بررسی انرژی هیسترزیس در سازه
انرژی هیسترزیس یا انرژی پلاستیک جذب و تلف شده در یک سازه تابعی از زمان است. مقدار این انرژی در یک سازه، شاخصی از سطح خسارت سازه و یا میزان شکلپذیری آن بوده اما نمیتواند بیانگر نوع سازوکار تسلیم و فروریزش باشد. پس از اعمال هفت شتابنگاشت زلزله حوزه دور و هفت شتابنگاشت زلزله حوزه نزدیک به قابها و انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی، مقدار انرژی هیسترزیس مربوط به هر زلزله محاسبهشده است. در شکلهای (۴-۴۰) الی (۴-۴۵) نتایج مربوط به انرژی هیسترزیس تمامی قابها به تفکیک رکوردهای موردبررسی قبل و بعد از اضافه شدن میراگر به طبقات نشان دادهشده است. همانطور که از نمودارها مشاهده می شود برای همه زلزلهها مقادیر انرژی هیسترزیس حوزه نزدیک بیشتر از حوزه دور است. همچنین مشاهده می شود که با افزودن میراگر به سازه از مقدار انرژی هیسترزیس کاسته می شود.
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
۴-۴-۱ قاب ۴ طبقه
نتایج مربوط به انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۴ طبقه، به ترتیب تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک در حالات با و بدون میراگر در شکلهای (۴-۴۰) و (۴-۴۱) نشان دادهشده است.
انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۴ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، دردوحالت با و بدون میراگر
انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۴ طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر
۴-۴-۲ قاب ۸ طبقه
نتایج مربوط به انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۸ طبقه، به ترتیب تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک در حالات با و بدون میراگر در شکلهای (۴-۴۲) و (۴-۴۳) نشان دادهشده است.
انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۸ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، در دو حالت با و بدون میراگر
انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۸ طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر
۴-۴-۳ قاب ۱۲ طبقه
نتایج مربوط به انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۱۲ طبقه، به ترتیب تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک در حالات با و بدون میراگر در شکلهای (۴-۴۴) و (۴-۴۵) نشان دادهشده است.
انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۱۲ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، در دو حالت با و بدون میراگر
انرژی هیسترزیس وارد بر قاب ۱۲ طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر
۴-۴-۴ بررسی میانگین انرژی هیسترزیس وارد بر قابها
در شکل (۴-۴۶) مقادیر انرژی هیسترزیس وارد بر قابها که با متوسط گیری از انرژی هیسترزیس کلیه زلزلهها در دو حوزه دور و نزدیک بهدستآمده است در دو حالت با میراگر و بدون میراگر نشان دادهشده است. همانطور که در شکل مشاهده می شود مقدار متوسط انرژی هیسترزیس در همه قابها تحت زلزلههای حوزه نزدیک بیشتر از زلزلههای حوزه دور میباشد و با افزایش تعداد طبقات، مقدار انرژی هیسترزیس در قابها افزایش مییابد. همچنین با افزودن میراگر در سازه و مقایسه مقادیر انرژی هیسترزیس، مشاهده می شود که میراگر ویسکوالاستیک تأثیر زیادی در کاهش انرژی هیسترزیس در قابها دارد و از مقادیر خسارت وارد برسازه میکاهد. بطوریکه به ترتیب تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک، کاهشی برابر با ۹۴% و ۸۹% دارد.
میانگین انرژی هیسترزیس وارد بر قابها تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر
بررسی انرژی باقیمانده در سازه
بهمنظور بررسی تأثیر استفاده از میراگر ویسکوالاستیک در کاهش انرژی هیسترزیس اعمالی به اعضاء سازه و میزان خسارت در آنها، شاخصی بهعنوان انرژی باقیمانده در قابهای تحت بررسی، مورد محاسبه قرار گرفت. منظور از انرژی باقیمانده در قابها، تفاضل انرژی جذبشده توسط میراگرهای ویسکوالاستیک از انرژی ورودی برسازه میباشد و بهنوعی تأثیر استفاده از میراگرها بر کاهش انرژی هیسترزیس وارد برسازهها را نشان میدهد. نمودارهای مربوط به انرژی باقیمانده به ترتیب برای قابهای ۴، ۸ و ۱۲ طبقه تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک در اشکال (۴-۴۷) الی (۴-۵۲) نشان دادهشده است. همانطور که از نمودارها مشاهده می شود مقادیر انرژی باقیمانده در سازه، تحت زلزلههای حوزه نزدیک بیشتر از زلزلههای حوزه دور میباشد و علت آن نیز بیشتر بودن انرژی ورودی زلزلههای حوزه نزدیک است. همچنین مشاهده می شود با افزودن میراگر به قابها، سهم زیادی از انرژی ورودی به سازه توسط میراگرها جذب و تلف شده و مقادیر انرژی باقیمانده در سازه که بایستی توسط اعضاء سازه ای تلف شوند، کاهش چشمگیری پیدا می کند.
۴-۵-۱ قاب ۴ طبقه
نتایج مربوط به انرژی باقیمانده در قاب ۴ طبقه، به ترتیب تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک در حالات با و بدون میراگر در شکلهای (۴-۴۷) و (۴-۴۸) نشان دادهشده است.
نمودار انرژی باقیمانده در قاب ۴ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، دردوحالت با و بدون میراگر
نمودار انرژی باقیمانده در قاب ۴ طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر
۴-۵-۲ قاب ۸ طبقه
نتایج مربوط به انرژی باقیمانده در قاب ۸ طبقه، به ترتیب تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک در حالات با و بدون میراگر در شکلهای (۴-۴۹) و (۴-۵۰) نشان دادهشده است.
نمودار انرژی باقیمانده در قاب ۸ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، در دو حالت با و بدون میراگر
نمودار انرژی باقیمانده در قاب ۸ طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر
۴-۵-۳ قاب ۱۲ طبقه
نتایج مربوط به انرژی باقیمانده در قاب ۱۲ طبقه، به ترتیب تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک در حالات با و بدون میراگر در شکلهای (۴-۵۱) و (۴-۵۲) نشان دادهشده است.
نمودار انرژی باقیمانده در قاب ۱۲ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور، در دو حالت با و بدون میراگر
نمودار انرژی باقیمانده در قاب ۱۲ طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر
۴-۵-۴ بررسی میانگین انرژی باقیمانده در قابها
در شکل (۴-۵۳) مقادیر انرژی باقیمانده در قابها که با متوسط گیری از انرژی باقیمانده کلیه زلزلهها در دو حوزه دور و نزدیک بهدستآمده است در دو حالت با میراگر و بدون میراگر نشان دادهشده است. همانطور که در شکل مشاهده می شود مقدار متوسط انرژی باقیمانده در همه قابها تحت زلزلههای حوزه نزدیک بیشتر از زلزلههای حوزه دور میباشد و با افزایش تعداد طبقات، مقدار انرژی باقیمانده در قابها افزایش مییابد. همچنین با افزودن میراگر در سازه و مقایسه مقادیر انرژی باقیمانده ، مشاهده می شود که میراگر ویسکوالاستیک تأثیر زیادی در کاهش مقدار انرژی باقیمانده در قابها دارد بطوریکه بهطور متوسط تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک به ترتیب، ۷۶% و ۷۴% از مقدار انرژی باقیمانده در قابها میکاهد. بدین ترتیب با کم کردن از انرژی ورودی، سهم قابها از مقادیر خسارت وارد بر آنها کاسته می شود.
میانگین انرژی باقیمانده در قابها تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک، در دو حالت با و بدون میراگر
بررسی نسبت انرژی هیسترزیس به انرژی ورودی در قابها
در نمودارهای شکل (۴-۵۴) نسبت انرژی هیسترزیس به انرژی ورودی در قابهای موردبررسی تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک و برای حالات با میراگر و بدون میراگر نشان دادهشده است که مقادیر مربوط به آن با متوسط گیری از زلزلهها بهدستآمده است. هر چه مقدار این نسبت کمتر باشد بهتر است و نشاندهنده عملکرد خوب میراگر در جذب انرژی ورودی و کاهش انرژی هیسترزیس در سازه است. همانطور که از نمودارها مشاهده می شود مقدار این نسبت برای زلزلههای حوزه نزدیک بیشتر از زلزلههای حوزه دور میباشد و با افزودن میراگر ویسکوالاستیک بر قابها، بهطور متوسط از میزان این نسبت تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک به ترتیب ۹۸% و ۹۲% کاسته می شود.
نسبت میانگین انرژی هیسترزیس به انرژی ورودی در قابها تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک
بررسی توزیع خسارت در ارتفاع قابهای موردبررسی
پس از بررسی انرژی در بخشهای قبلی، در این قسمت به بررسی شاخص خسارت در ارتفاع قابهای موردبررسی پرداخته می شود. لازم به ذکر است در این پژوهش از رابطه خسارت پارک - انگ در محاسبه شاخص خسارت استفادهشده است که روابط مربوط به آن در فصل دوم ارائهشده است[۲۲]. در ادامه، نتایج مربوط به قابهای ۴، ۸ و ۱۲ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک در حالات با میراگر و بدون میراگر بصورت نمودارهایی جهت مقایسه ارائهشده است.
۴-۷-۱ قاب ۴ طبقه
در اشکال (۴-۵۵) الی (۴-۵۸)، مقادیر شاخص خسارت مربوط به طبقات قاب ۴ طبقه، به ترتیب تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک در حالات بدون میراگر و با میراگر نشان دادهشده است. همانطور که از نمودارها مشاهده می شود بیشترین مقدار خسارت تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک، به ترتیب مربوط به زمینلرزههای لوماپریتا و لندرز میباشد که در طبقات ۱ و ۲ حاصل می شود. با افزودن میراگر به طبقات، مشاهده می شود که از مقادیر شاخص خسارت بهاندازه زیادی کاسته می شود. همچنین با مقایسه زلزلههای حوزه دور و نزدیک مشاهده می شود که قابها تحت زلزلههای حوزه نزدیک، خسارت بیشتری نسبت به زلزلههای حوزه دور متحمل شدند.
نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب ۴ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت بدون میراگر
نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب ۴ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت با میراگر
نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب ۴ طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در حالت بدون میراگر
نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب ۴ طبقه تحت رکوردهای حوزه نزدیک در حالت با میراگر
۴-۷-۲ قاب ۸ طبقه
در اشکال (۴-۵۹) الی (۴-۶۲)، مقادیر شاخص خسارت مربوط به طبقات قاب ۸ طبقه، به ترتیب تحت رکوردهای حوزه دور و نزدیک در حالات بدون میراگر و با میراگر نشان دادهشده است. همانطور که از نمودارها مشاهده می شود بیشترین مقدار خسارت تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک، به ترتیب مربوط به زمینلرزههای لوماپریتا و لندرز میباشد که در طبقات ۲ تا ۶ حاصل می شود. با افزودن میراگر به طبقات، مشاهده می شود که از مقادیر شاخص خسارت بهاندازه زیادی کاسته می شود. همچنین با مقایسه زلزلههای حوزه دور و نزدیک مشاهده می شود که قابها تحت زلزلههای حوزه نزدیک، خسارت بیشتری نسبت به زلزلههای حوزه دور متحمل شدند.
نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب ۸ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت بدون میراگر
نتایج توزیع خسارت در طبقات قاب ۸ طبقه تحت رکوردهای حوزه دور در حالت با میراگر