عنوان انگلیسی:
OPTIMIZATION OF VISCOUS DAMPER PROPERTIES FOR REDUCTION OF SEISMIC RISK IN CONCRETE BUILDINGS
عنوان فارسی:
بهینه سازی خواص دامپر ویسکوز برای کاهش ریسک لرزه ای در ساختمان های بتنی
تعداد صفحات مقاله اصلی: 14 صفحه
تعداد صفحات ترجمه: 22 صفحه
سال انتشار: 2004
مجله
13 th World Conference on Earthquake Engineering
Vancouver, B.C., Canada
August 1-6, 2004
Paper No. 1027
Concrete buildings designed in California before 1976 present a major earthquake risk because they do not possess the ductility required to survive the displacements induced by large earthquakes. Consequently, the seismic retrofit of these buildings typically involves the addition of new, stiff structural elements to reduce earthquake-induced displacements. This approach often requires significant strengthening of the structure and typically involves extensive and expensive foundation work that intrudes on building operations. This paper explores the use of viscous dampers as an alternative method for the seismic rehabilitation of non-ductile concrete buildings. The dampers dissipate energy in proportion to velocity and not displacement and therefore do not cause large increases in earthquake forces. The methodology presented here is based on nonlinear static analyses that are particularly suited to buildings retrofitted with viscous dampers. In such analyses, the effect of external dampers is included by an iterative procedure that modifies the overall building damping to match that from the expected response in the dampers. Once the equivalent damping has been obtained, the design response spectrum is modified to account for the increase in damping. This means that the pushover curve needs to be calculated only once for the unretrofitted building since changes to the damper properties only affect the loading used in the analysis. This approach simplifies and speeds up the optimization by reducing the number of calculations that need to be performed. The paper presents an optimization technique for selecting damper properties that incorporates the
nonlinear behavior of a building. The optimization ensures that the dampers are highly effective, even at relatively small displacements, by selecting properties for dampers at different stories that result in overall minimum cost. An existing building is used as an illustration, and the impact of dampers is evaluated for several building performance levels and ground motion levels.
بهینه سازی خواص دامپر ویسکوز برای کاهش ریسک لرزه ای در ساختمان های بتنی
چکیده
ساختمان های بتنی ساخته شده ی قبل از سال 1976 در کالیفرنیا، به علت اینکه شکل پذیری لازم برای عبور جابجایی های ناشی از زلزله های بزرگ را سپری نکرده اند در یک ریسک لرزه ای بزرگ قرار دارند. در نتیجه، مقاوم سازی لرزه ای این ساختمان ها، بطور ویژه نیازمند افزودن المان های ساختاری سخت جدید، برای کاهش جابجایی های ناشی از زلزله است. این رویکرد، اغلب نیازمند مقاوم سازی قابل توجه سازه و مخصوصاً مشمول کار فونداسیون وسیع و گران قیمت است که بر روی عملیات های ساختمانی اجرا می شوند. این مقاله، استفاده از دمپرهای ویسکوز را به عنوان یک روش جایگزین برای نوسازی لرزه ای ساختمان های بتنی غیر مقاوم معرفی می کند. این دمپرها، انرژی را نسبت به سرعت و نه جابجایی، پخش می کنند و از این رو، باعث افزایش های شدید در نیروهای زلزله نمی گردند.
روش ارائه شده در اینجا برپایه ی تحلیل های استاتیکی غیرخطی استوار است که بطور ویژه برای ساختمان های مقاوم سازی شده با دمپرهای ویسکوز سازگار شده اند. در چنین تحلیل هایی، تاثیر دمپرهای خارجی بایک روش تکراری بدست آمده است که میراکنندگی کلی ساختمان را برای انطباق با پاسخ مورد انتظار در دمپرها، تعدیل می کند. هنگامی که میرایی معادل بدست آمد طیف پاسخ طراحی برای به حساب آوردن افزایش در میرایی، تعدیل شده است. این بدان معنی است که تا زمانیکه تغییرات به خواص دمپر تنها بارگذاری مورد استفاده در تحلیل ها را تحت تاثیر قرار می دهد، منحنی پوش اور نیازمند این است که تنها یکبار برای ساختمان غیر مقاوم سازی محاسبه گردد . این رویکرد، با کاهش تعداد محاسبات مورد نیاز، بهینه سازی را ساده و سرعت بهینه سازی را افزایش می دهد.
این مقاله یک روش بهینه سازی را برای انتخاب خواص دمپری که رفتار غیر خطی یک ساختمان را ثبت می کند ارائه می دهد. این بهینه سازی تضمین می کند که دمپرها حتی در جابجایی های نسبتاً کوچک، با انتخاب خواصی برای دمپرها در طبقات مختلف، که منجر به کاهش هزینه کل می گردند کارآمدی و بازده بالایی دارند. ساختمان موجود همانند تصاویر بکار رفته در این مقاله، استفاده شده است و تاثیر دمپر ها برای چندین سطوح عملکردی ساختمان و سطوح حرکتی زمین، ارزیابی شده است.
بهینه سازی خواص دمپر ویسکوز برای کاهش ریسک لرزه ای در ساختمان های بتنی