بهبود رفتار ساختمان‌های چندطبقه هنگام وقوع لرزه‌نگاری

در این متن، عضوی از هیئت علمی گروه فناوری طراحی مکانیک دانشکده فنی و فناوری طراحی موسسه آموزش عالی اصفهان به طرح تحقیقاتی خود درباره ارتعاشات سازه‌ها و ورق‌های متصل‌ به هم پرداخته است. ارتعاشات سازه‌ها می‌تواند منجر به مشکلات مختلفی شود و بررسی ارتعاشات صفحات موازی می‌تواند در طراحی و نگهداری سازه‌های مختلف مانند توربین‌ها، بال‌های هواپیما و سازه‌های عمرانی مفید باشد. این پژوهش به مدل‌سازی و تعیین معادلات حاکم بر ورق‌های متصل‌به‌هم، پیش‌بینی آسیب‌های ناشی از ارتعاش سازه‌های ساخته شده از ورق‌های موازی و بهینه‌سازی رفتار ساختمان‌های چندطبقه در هنگام وقوع لرزه‌نگاری می‌پردازد. علاوه بر این، مقالات علمی نیز در تحقیقات این طرح به دلایلی مانند محدودیت‌های بین‌المللی به چالش‌هایی برخورد کرده‌اند. اما با کمک دانشجویانی که در این پژوهش شرکت داشته‌اند، تحلیل‌های مناسبی ارائه شده است و نتایج مطلوبی به دست آمده است.

به گزارش دیجیاتور به نقل از معاونت علمی، فناوری و دانش مالی دانش بنیان ریاست جمهوری، علیرضا آریایی، عضو هیئت‌ علمی گروه فناوری طراحی مکانیک دانشکده فنی و فناوری طراحی موسسه آموزش عالی اصفهان درباره طرح تحقیقاتی خود گفت: پدیده ارتعاشات همواره برای محققان و مهندسان دارای اهمیت بوده است. هنگامی‌که یک سازه تحت ارتعاش قرار می‌گیرد، ممکن است مشکلات بزرگی نظیر کاهش عملکرد، کارکرد نادرست، نویز و یا شکست در آن ایجاد شود.

وی افزود: در دهه‌های اخیر به‌خاطر کاربرد زیاد ورق مستطیلی در کشتی‌سازی و هواپیماسازی، تحقیقات و پژوهش‌های فراوانی روی ارتعاشات آن‌ها انجام شده است. یافتن ویژگی‌های ارتعاشی دستگاه‌های گوناگون همواره دارای اهمیت بوده است؛ اما یکی از سیستم‌هایی که کمتر مورد توجه قرار گرفته، سیستم ورق‌هایی است که به طور الاستیکی متصل‌ به‌ هم هستند.

این محقق در ادامه بیان کرد: تحلیل ارتعاشی این سیستم‌ها با توجه به کاربردهای فراوانی که دارند این امکان را به طراح می‌دهد که با پیش‌بینی رفتار ارتعاشی اجزای مختلف سیستم، طراحی مطلوبی برای بازدهی حداکثری و کاهش خسارات مالی و جانی وارد بر اثر ارتعاشات نامطلوب داشته باشد. همچنین، بررسی ارتعاشات صفحات موازی می‌تواند در طراحی و نگهداری سازه‌های مختلفی همچون توربین‌ها، بال‌های هواپیما یا سازه‌های عمرانی در هنگام وقوع لرزه‌نگاری استفاده شود.

آریایی ادامه داد: مدل‌سازی و تعیین معادلات حاکم بر چند ورق به‌طور الاستیکی متصل‌به‌هم و ارائه روشی جدید جهت تحلیل و جداسازی معادلات متصل‌به‌هم ورق‌ها، از اهداف انجام این طرح بوده است. همچنین در این طرح به بررسی تأثیر پارامترهای گوناگون همچون سفتی لایه‌های الاستیک بر ویژگی‌های ارتعاشی سیستم نیز پرداخته شد. علاوه بر این، در این طرح به پیش‌بینی و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از ارتعاش سازه‌های ساخته شده از ورق‌های موازی متصل‌به‌هم و امکان بهینه‌سازی رفتار ساختمان‌های چندطبقه در هنگام وقوع لرزه‌نگاری نیز پرداختیم و خوشبختانه این تحقیقات، نتایج مطلوبی را در پی داشته است.

این دانش‌آموخته دکتری تخصصی فناوری طراحی مکانیک (طراحی کاربردی – دینامیک کنترل) در پایان خاطرنشان کرد: چاپ مقاله در نشریات معتبر به دلایل مختلفی نظیر محدودیت‌های بین‌المللی، یکی از چالش‌های موجود در انجام این طرح بود. در سایر موارد با کمک دانشجویانم، توانستیم تحلیل‌های مناسب را ارائه دهیم تا این تحقیق مثمرثمر واقع شود.

تحلیل ارتعاشی سیستم‌های متصل به هم باعث می‌شود طراحان بتوانند رفتار ارتعاشی اجزای مختلف سیستم را پیش‌بینی کرده و طراحی مناسبی برای کاهش خسارات وارد شده از ارتعاش نامطلوب داشته باشند. همچنین، ارتعاشات صفحات موازی در طراحی و نگهداری سازه‌های مختلفی مانند توربین‌ها، بال‌های هواپیما و سازه‌های عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مدل سازی و تعیین معادلات حاکم بر چند ورق متصل به هم و ارائه روشی جدید برای تحلیل و جداسازی این معادلات از اهداف این تحقیق بوده است. تأثیر سفتی لایه‌های الاستیک بر ویژگی‌های ارتعاشی سیستم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، پیش‌بینی و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از ارتعاش سازه‌های ساخته شده از ورق‌های موازی متصل به هم و بهینه‌سازی رفتار ساختمان‌های چند طبقه در هنگام لرزه‌نگاری نیز مورد بررسی قرار گرفته است. تحقیقات انجام شده به نتایج مطلوبی رسیده است.