توزیع بارهای لرزه ای برای طراحی بهینه قابهای ساختمانی دارای میراگرهای جاری شونده فلزی

تجرب? زلزله های گذشته نشان داده است که در صورت استفاده از روش های متعارف برای طراحی سازه‏ها، برخی اعضا زمانی به حد تغییرشکل مجاز می رسند که تغییرشکل سایر اعضا کمتر از حد مجاز است. در روش‏های متعارف آیین نامه ای برای بارگذاری لرزه ای سازه ها مود اول ارتعاش، مود حاکم فرض شده و نیروی زلزله بر اساس این مود، که عموماً خطی یا نزدیک به حالت خطی است، توزیع می شود. لذا اکثر آیین نامه ها برای بارگذاری لرزه ای، توزیع خطی را پیشنهاد ‏می‏کنند. واقعیت این است که در هنگام زلزله، سازه وارد حوز? غیرارتجاعی شده و فرض حاکم بودن مود اول چندان صحیح به نظر نمی رسد. به عبارت دیگر، در زلزله های قوی وقتی سازه وارد حوز? غیرارتجاعی می شود، نیروی وارد به هر طبقه به انداز? مقاومت تسلیم آن طبقه است که آن نیز تابعی از فرض بارگذاری لرزه ای اولیه برای طراحی است. لذا به نظر می رسد هر تغییرشکل منطقی را می‏توان برای توزیع نیروی زلزله در ارتفاع سازه فرض کرده و از بین این فرضیات، شاید بتوان بهینه ترین الگوی بار را برای رسیدن به هدف انتخابی که می تواند کمترین وزن سازه باشد، انتخاب کرد. مطالعات گذشته بر روی رفتار غیرارتجاعی سازه‏ها نشان می‏دهد که در حوز? غیرارتجاعی، کاهش مقاومت، باعث افزایش جابجایی سازه می‏شود. اگر از سختی و مقاومت اعضا کاسته شود، ضریب نرمی طبقات افزایش می‏یابد و بلعکس. پس می‏توان با استفاده از تئوری تغییرشکل‏های یکنواخت، توزیع سختی و مقاومت سازه را به نحوی تغییر داد که؛ مصالح تدریجاً از بخش‏های بلااستفاده به بخش‏های مورد نیاز انتقال یابد. این کار باعث می‏شود که ضریب شکل‏پذیری در طبقات مختلف یکسان ‏شود. در شرایط یکسان، سازه‏ای که تغییرشکل همه اعضای آن به حد مجاز خود رسیده باشند، با داشتن وزن و زمان تناوب یکسان، تغییرشکل حداکثر آن بمراتب کمتر از سازه‏ای است که تغییرشکل‏های غیریکنواخت دارد. هدف از این تحقیق، استفاده از تئوری تغییرشکل‏های یکنواخت، به منظور تعیین الگوی بار بهینه در طراحی قابهای ساد? مجهز به میراگرهای فلزی جاری شوند? adas می‏باشد. بهینه‏سازی با استفاده از تئوری تغییرشکل‏های یکنواخت با این قید انجام می‏شود که کلی? اعضا در حوز? ارتجاعی باقی مانده و فقط میراگرها وارد حوز? غیرارتجاعی شوند. انتظار می‏رود اگر سازه‏ای با الگوی توزیع بار بهینه طراحی گردد، در حین وقوع زلزله رفتار بهتری نسبت به سازه‏ای داشته باشد که طراحی آن بر اساس الگوی توزیع بار آیین‏نامه‏ای‏ صورت گرفته است. فرض رایج در طراحی این میراگرها استفاده از نسبت سختی b/d=2 (نسبت سختی بادبند به سختی میراگر) می‏باشد. بنابراین در طول فرآیند بهینه‏سازی، جهت تعیین الگوی توزیع بار بهینه، این نسبت بعنوان یک نسبت ثابت باقی می‏ماند. در تحقیق مشخص شد که اگر تابع هدف در فرآیند بهینه سازی همان یکسان بودن گریز برشی طبقات فرض شود، می‏توان با تغییر نسبت b/dام قاب های مجهز به میراگرهای جاری شونده را به شکل دیگر نیز بهینه سازی کرد. در این روش از تئوری تغییرشکل‏های یکنواخت برای یافتن توزیع بهین? نسبت b/dام استفاده می‏شود. نتایج فرایند بهینه‏سازی بر روی قابهای مختلف طبقه نشان می‏دهد که پس از بهینه‏سازی با بهبود رفتار میراگرها اندیس خرابی کاهش یافته و بنابراین پایداری سازه در زمان زلزله بهتر می شود.