Studii parametrice privind sisteme cu baza izolată seismic utilizând dispozitive HDLRB – Partea II: Rezultatele studiului

Publicat la 08.01.2013 Scris de Vasile Oprisoreanu

În figura de mai jos sunt prezentate accelerațiile maxime obținute la baza sistemului izolat (deasupra izolatorilor) respectiv la vârful acestuia. Cu linie de culoare roșie este evidențiat nivelul maxim al accelerației de input (PGA=0.19g). Se observă că prin creșterea perioadei izolate se obține o reducere a nivelului de accelerații înregistrat în suprastructură, dar și că prin creșterea perioadei suprastructurii aportul modurilor superioare de vibrație este tot mai mare. Accelerația este amplificată de la bază spre vârf.

În figurile următoare sunt prezentate rezulatele obținute pentru sistemele caracterizate de o amortizare la nivelul sistemului de izolare de ζ=0.15,0.20,0.25 respectiv 0.30. Concluziile formulate pentru sistemul cu ζ=0.10 sunt valabile și aici, creșterea perioadei izolate conduce la o reducere a accelerațiilor înregistrate în suprastructura. De asemenea, cu cât suprastructura este mai flexibilă cu atât aportul modurilor superioare în răspunsul global devine mai evident (apare o amplificare pe înălțime a accelerațiilor). O altă concluzie ce rezultă prin analizarea figurilor este aceea că prin creșterea nivelului de amortizare în stratul de izolare, aportul modurilor superioare în răspunsul global este mai accentuat (în special în cazul suprastructurilor flexibile).

În continuare se vor prezenta rezultatele obținute pentru aceleași sisteme cu baza izolată, dar din pespectiva deplasărilor induse de seism. Deplasările maxime obținute pentru sistemul caracterizat de o amortizare de 10%. Flexibilitatea suprastructurii în cele patru serii de diagrame crește de la stânga spre dreapta și de sus în jos. Prima concluzie ce rezultă din studierea rezultatelor este aceea că prin flexibilizarea suprastructurii aportul modurilor superioare de vibrație devine din ce în ce mai evident, deplasarea suferă un proces de amplificare de la bază (imediat deasupra izolatorilor) spre vârful structurii. O altă concluzie interesantă este aceea că pentru sistemele la care flexibilitatea suprastructurii depășește un anumit prag, deplasarea indusă de acțiunea seismică la vârf este aproape identică.

Concluziile formulate pentru sistemul caracterizat de o amortizare de 10% sunt valabile și în cazul acestor sisteme, flexibilizarea suprastructurii conduce în mod direct la creșterea aportului modurilor superioare de vibrație în răspunsul global al sistemelor izolate. Trebuie menționat că, dacă în cazul accelerațiilor înregistrate la nivelul suprastructurii creșterea perioadei izolate conduce la reducerea acestora, în cazul deplasărilor această afirmație nu mai este adevărată. Variația perioadei izolate de la 2.5s până la 4.5s duce la cerințe de deplasare aproape identice. Explicația acestui fenomen stă în faptul că pentru perioade mai mari decât TD se intră în domeniul deplasărilor constante maxime.

Concluzie generală a studiului parametric este că creșterea nivelului de amortizare din stratul de izolare are un efect benefic, prin reducerea cerințelor de deplasare din suprastructură, manifestat doar în cazul structurilor izolate a căror perioadă de vibrație nu este foarte lungă. În cazul structurilor izolate cu perioade de vibrație lungi efectul amortizării devine secundar. O constatare importantă este aceea că la suprastructuri flexibile apare o tendință de amplificare pe înălțime atât a accelerațiilor cât și a deplasărilor. Acestă tendință relevă aportul semnificativ al modurilor superioare de vibrație (neizolate) în răspunsul global. Pentru o evaluare mult mai precisă a influenței acestor moduri superioare de vibrație este necesară o rafinare suplimentară a modelului de calcul (aproximarea suprastructurii cu un sistem cu N grade de libertate dinamice).

 

Discută acest articol pe forum. Nici un comentariu.

Lasă un comentariu