مدل سازی کامپیوتری رفتار دینامیکی دیوار لرزان سازه های دارای اثرات مربوط به ضربه
چکیده
سیستم دیوار لرزان بتنی پس تنیده پیش ساخته یک سیستم سازه های نوینی است که برای مناطق زلزله خیز در برابر آسیب محافظت می شود. کارهای تجربی گذشته ای که در مورد عملکرد دینامیکی دیوارهای لرزان صورت گرفت حضور spike های دارای شتاب و با فرکانس بالا در هر دو جهت جانبی و عمودی در طول تاثیر پایه دیوار با فونداسیون شناسایی کرده اند. این spike های سریع در کنار یکدیگر عمل کرده و می تواند باعث لغزش برشی در اتصال دیوار به فونداسیون شود. این مطالعه بر روی توسعه یک مدل کامپیوتری تمرکز دارد که این مدل قادر به پیش بینی این spike سریع همراه با شناسایی اثر آنها بر روی عملکرد دینامیکی دیوارهای لرزان باشد. برای این منظور، پدیده تاثیر در اتصال دیوار به فونداسیون به صورت دقیق مورد بحث قرار گرفت و دستورالعمل های کلی برای دو پارامتر مهم تاثیر و یا مدل سازی تماس به نام های سختی تماسی و میرایی تماسی تنظیم شد. مدل های عددی المان محدود که بر اساس دستورالعمل های ارائه شده می باشند قادر به پیش بینی رفتار دینامیکی دیوارهای لرزان همراه با spike شتاب بودند. spike شتاب وابسته به سرعت جانبی در تاثیر و سختی تماس اولیه است. بنابراین یک دستگاه اتلاف انرژی وابسته به سرعت همراه با یک تماس برای کاهش این اثر مناسب بود.
مقدمه
در سال های اخیر، سیستم سازه ای به گونه ای بودند که نه تنها می تواند تقاضای نیروی لرزه ای بالا در پی یک رویداد بزرگ لرزه ای را تامین نمایند بلکه همچنین می تواند آسیب سازه ای و غیرسازه ای را به حداقل برساند، تمرکز زیادی شده است. به همین دلیل، سیستم های مختلف سازه ای در گذشته تکامل یافته است. یکی از این سیستم ها، سیستم دیوار بتنی پس تنیده پیش ساخته است که معمولا به عنوان سیستم دیوار لرزان سازه ای شناخته می شود (Priestley et al., 1999). یک دیوار لرزان متشکل از پانل های پیش ساخته بتنی عمودی است که با استفاده از اتصالات پس تنیده (PT) از بالای دیوار تا فونداسیون بهم قفل شده اند. PT اولیه در کشش های PT همراه با وزن خود در مقابل نیروی جانبی مورد نیاز مقاومت می کنند و پس از آن که عملکردهای جانبی بر نیروهای عمودی غلبه می نمایند و دیوار در حول پنجه خود شروع به لرزیدن می کند که این رخداد معمولا به عنوان "بازشدن شکاف ''شناخته می شود. بازشدن شکاف در پایه دیوار باعث می شود که نیروی لرزه ای مورد نیاز محدود شود که این مقدار نیروی مورد نیاز ناشی از شبیه بودن هندسه غیرخطی به مواد غیرخطی در دیوار برشی بتن مسلح معمولی (RC) است و علت این شباهت نیز به خاطر تشکیل مفصل پلاستیک است. دیوار لرزان یک رفتار الاستیک غیر خطی را از خود به نمایش می گذارد که در شکل 1(الف) نیز دیده می شود. جابجایی های مختلف و دستگاه های اتلاف انرژی وابسته به سرعت (ED) در گذشته استفاده می شد (Belleri et al., 2014; Morgen and Kurama, 2008; Kurama, 2002; Marriott et al., 2008; Priestley et al., 1999; Restrepo and Rahman, 2007; Schoettler et al., 2009; Toranzo, 2002) که اینکار برای مقابله با ظرفیت ED کم بود. دیوار لرزانی که دارای مکانیزم ED است اغلب به عنوان یک دیوار ترکیبی نامیده می شوند و بیانگر یک رفتار پسماند پرچمی شکل معمولی است. شکل 1 (الف) تا (ج) رفتار پسماند دیوار لرزان، مکانیسم ED، و دیوار ترکیبی را به ترتیب نشان می دهد.
Abstract
Precast post-tensioned concrete rocking wall system is an innovative damage avoidance structural system for seismic regions. Past experimental works on the dynamic performance of rocking walls have identified the presence of high-frequency acceleration spikes in both lateral and vertical directions during the impact of wall base with the foundation. These acceleration spikes, acting together, can cause shear slip at the wall–foundation connection. This study is focused on the development of a computer model that can predict these acceleration spikes along with the identification of their effects on the dynamic performance of rocking walls. For this purpose, impact phenomenon at the wall–foundation joint has been discussed in detail and some general guidelines are set for the two important parameters of impact or contact modeling named as contact stiffness and contact damping. The finite element numerical models, based on the proposed guidelines, are found to predict the overall dynamic behavior of rocking walls along with the acceleration spikes quite efficiently. The acceleration spikes are found to be dependent on the lateral velocity at impact and the initial contact stiffness. So a velocity-dependent energy dissipation device along with a soft contact is found to be suitable for reducing these effects.
Introduction
In recent years, focus is increasing in developing the structural system that can not only withstand the high seismic force demand in the wake of a major seismic event but also can limit the structural and nonstructural damage to a minimum level. For this reason, various structural systems have been evolved in the recent past. One such system is the unbonded post-tensioned precast concrete wall system commonly referred as rocking wall structural system (Priestley et al., 1999). A rocking wall consists of vertically stacked precast concrete panels clamped by unbonded post-tensioning (PT) from the top of the wall to the foundation. Initial PT in the PT tendons along with the self-weight resists the lateral force demand, and once the lateral actions overcome the vertical forces, the wall starts to rock about its toes, commonly referred as ‘‘gap opening.’’ The gap opening at the wall base limits the seismic force demand by exhibiting a geometric nonlinearity similar to the material nonlinearity in conventional reinforced concrete (RC) shear walls due to plastic hinge formation. Rocking wall characterizes a nonlinear elastic behavior as shown in Figure 1(a). Different displacement and velocity-dependent energy dissipation (ED) devices have been used in the past (Belleri et al., 2014; Morgen and Kurama, 2008; Kurama, 2002; Marriott et al., 2008; Priestley et al., 1999; Restrepo and Rahman, 2007; Schoettler et al., 2009; Toranzo, 2002) to counter the inherent low ED capacity. A rocking wall with an ED mechanism is often termed as a hybrid wall and characterizes a typical flag-shaped hysteresis behavior. Figure 1(a) to (c) shows the hysteresis behavior of rocking wall, ED mechanism, and hybrid wall, respectively.
چکیده
مقدمه
مکانیک دیوار لرزان و تماس
ساختمان مورد مطالعه
مدلسازی تماس دیوار لرزان
مدل FE دیوار لرزان
نتایج مدل FE
مدل fiber چند فنری
نتایج مدل سازی چند فنره fiber
اقدامات کنترلی برای شتاب میخ های بزرگ(گل میخ ها)
نتیجه گیری و توصیه ها
Abstract
Introduction
Mechanics of rocking wall and contact
Case study building
Contact modeling of rocking wall
FE model of rocking wall
FE model results
Multi-spring fiber model
Multi-spring fiber model results
Control measures for acceleration spikes
Conclusion and recommendations
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه