تحلیل دینامیکی سازه های جداسازی شده با سیستم های جداساز غیر خطی

دو عامل اصلی در صدمه دیدن سازه ها و محتویات آنها در حین زلزله تغییر مکان های نسبی و شتاب های ایجاد شده در سازه هستند. طرح های لرزه ای همواره به دنبال کاهش این دو عامل و در نتیجه کاستن خسارات وارده می باشند جداسازی پایه در سازه ها به طور همزمان موجب کاهش قابل توجهی در مقادیر تغییر مکان های نسبی و شتاب های ایجاد شده در سازه می شود و لذا با کاربرد سیستم جداسازی لرزه ای علاوه بر امکان طراحی یک سازه مطمئن می توان به عملکرد اجزای غیرسازه ای و محتویات سازه نیز در موقع زلزله مطمئن بود. در حال حاضر کشورهای پیشرفته با مناطق زلزله خیز مانند ایالات متحده، ژاپن و نیوزلند پیشگامان استفاده از جداسازی لرزه ای در جهان هستند و جداسازی پایه در سازه ها به عنوان رویکرد جدید مقاوم سازی لرزه ای مطرح شده و جنبه علمی به خود گرفته است. در کنار این رویکرد بسترهای تحقیقاتی فراوانی به وجود آمده است که تمام مراحل تولید تا اجرای سیستم های جداساز را شامل می شود و تحلیل دینامیکی سازه های جداسازی شده یکی از مهمترین این بسترها است. رفتار غیرخطی سیستم های جداساز پایه و غیرکلاسیک بودن میرایی موجب پیچیدگی معادلات حرکت سازه های جداسازی شده می شود و لذا نمی توان از آنالیز مودال مرسوم برای تحلیل دینامیکی آنها استفاده کرد. بنابراین روش متداول تحلیل دینامیکی آنها استفاده از روش انتگرال گیری مستقیم است هدف اصلی که در این پایان نامه دنبال می شود بسط و گسترش روشی برای بدست آوردن پاسخ لرزه ای سازه های جداسازی شده است که در آن رفتار غیرخطی سیستم جداساز همزمان با غیرکلاسیک بودن میرایی در نظر گرفته می شود. بدین منظور به کمک معادلات جداگانه پایه و سازه روشی توسعه داده می شود که می توان با استفاده از مختصات مودهای نرمال مساله را حل نمود در این روش سازه به صورت خطی فرض شده و رفتار غیرخطی به سیستم جداساز پایه محدود می شود. سه مدل تحلیل متداول ویسکوالاستیک، دوخطی و مدل ون برای بیان رفتار سیستم جداساز پایه استفاده شده و اثر رفتار غیرخطی سیستم جداساز به صورت یک شبه نیرو و به سیستم معادل وارد می شود که برای حل آن نیاز به استفاده از تکرار است. از مهمترین مسائل روش های تکرار همگرایی آنها است که در تحقیقات قبلی کمتر به آن پرداخته شده و روابطی در این مورد ارائه نشده است. در این تحقیق همگرایی روش تکرار مورد استفاده به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته و شرایط همگرایی حل استخراج می شود و در ادامه روش به گونه ای ارائه می شود که همگرایی با سرعت همگرایی مناسب همواره وجود داشته باشد نهایتا با یک بررسی عددی جامع صحت روابط ارائه شده و کارایی روش برای تحلیل تاریخچه زمانی سازه های جداسازی شده در دستیابی به پاسخ های روش انتگرال گیری مستقیم نشان داده می شود به عنوان هدف ثانویه در این تحقیق با استفاده از روش توسعه داده شده برای تحلیل سازه های جداسازی شده به بررسی مدل های تحلیلی سیستم های جداساز پایه و تاثیر آنها بر پاسخ ها پرداخته می شود تا از نظر انتخاب مدل های تحلیلی دیدی مناسب حاصل شود. آیین نامه ها برای ساخت مدل خطی معادل رفتار واقعی سیستم های جداساز پایه، روابطی را ارائه داده اند. لذا در این بررسی از این روابط برای ساخت مدل های تحلیلی استفاده می شود تا تاثیر این معادل سازی خطی نیز ارزیابی شود.