The incorporation of base isolation in building construction in the region of medium risk seismicity is now an important issue. Thorough investigation is needed for buildings located in those regions, to be incorporated with base isolator and then dynamic analysis to carry over. This research provides incorporation of Lead Rubber Bearing and High Damping Rubber Bearing as base isolators in addition to focussing on the changes of structural parameters for isolating effects in those vicinities. Nonlinear models of Lead Rubber Bearing and High Damping Rubber Bearing have been built up. The design of base isolators for building construction is covered along with structural feasibility. Linear static, free vibration and nonlinear dynamic time domain analyses are performed for both isolated and non-isolated buildings under site specific bi-directional earthquake. The automated Newmark-beta time integration approach has been adopted for solution in time domain. The nonlinearities, arising due to base isolated bearings and seismic forces are duly considered. The study reveals that for medium rise building construction, isolation can significantly reduce seismic response in soft to medium stiff soil. The reduction of overturning base moment due to isolation indicates that the building becomes more stable compared to the fixed base structure. Modelled non-linear bearings have been found to be suitable to cope with the precise nonlinearities. The building experiences more flexibility even when using the same structural element configuration. In addition, the flexibility of the structure envisages some sort of savings due to reduced structural responses through incorporation of the isolator. In seismic vulnerable areas where the main concern is the mitigation of the seismic instability with the support of critical components, the study shows the effectiveness of the base isolation system in terms of lessening structural responses under seismic loading

چکیده

بکارگیری ایزولاسیون پی در احداث ساختمان در منطقه با خطر لرزه خیزی متوسط اکنون یک مسئله مهم به شمار می آید. برای ساختمان های واقع در این مناطق که از سیستم جداگر پی بهره می گیرند، یک بررسی کامل و جامع لازم است و سپس تحلیل دینامیکی انجام می شود. این تحقیق، بکارگیری تکیه گاه لاستیکی سربی و تکیه گاه لاستیکی با میرایی بالا به عنوان جداگر پی را علاوه بر تمرکز بر تغییرات پارامترها برای اثرات  ایزولاسیون در مجاورت آنها ارائه می دهد. مدل های غیرخطی تکیه گاه لاستیکی سربی و تکیه گاهی لاستیکی با میرایی بالا ساخته شدند. طراحی این جداگرهای پی برای احداث ساختمان همراه با امکان پذیری سازه ای انجام شده است. تحلیل استاتیکی خطی، ارتعاش آزاد و دامنه زمانی دینامیکی غیرخطی برای هر دو ساختمان های ایزوله شده و ایزوله نشده تحت شرایط ویژه زمین لرزه دوجهته انجام شدند. روش خودکار تلفیق زمانی نیومارک-بتا برای راه حل در دامنه زمانی انتخاب گردید. خاصیت غیرخطی ناشی از تکیه گاه های ایزوله شده از پی و نیروهای لرزه ای برحسب نیاز در نظر گرفته شده اند. این تحقیق آشکار می کند که برای احداث ساختمان با ارتفاع متوسط، ایزولاسیون می تواند پاسخ لرزه ای را در خاک نرم تا سفتی متوسط بطور چشمگیری کاهش دهد. کاهش لنگر واژگونی پی ناشی از ایزولاسیون، نشان می دهد که ساختمان در مقایسه با سازه با پی ثابت پایدارتر می گردد. تکیه گاه های غیرخطی مدل سازی شده مشخص شد که برای مشخصات غیرخطی دقیق مناسب هستند. ساختمان حتی در زمانی که از آرایش المان سازه ای یکسانی استفاده می کند، انعطاف پذیری بیشتری را تجربه می کند. علاوه بر این، انعطاف پذیری سازه به دلیل کاهش پاسخ سازه ای به واسطه بکارگیری جداگر، با نوعی ذخیره (انرژی) مواجه می شود. در نواحی آسیب پذیر در برابر زمین لرزه که در آنها نگرانی اصلی کاهش ناپایداری لرزه ای با کمک اجزای حیاتی و مهم می باشد، این تحقیق سودمندی سیستم ایزولاسیون پی را از لحاظ کاهش پاسخ های سازه ای تحت بارگذاری لرزه ای نشان می دهد.

1-مقدمه

ایزولاسیون لرزه ای، جداسازی سازه از پی برای انتقال حرکت مخرب زمین با فراهم کردن قابلیت انعطاف پذیری و استهلاک انرژی از طریق وارد سازی جداگرها بین شالوده و سازه ساختمان می باشد. برخلاف رویکرد طراحی مرسوم، که مبتنی بر یک مقاومت (مقاوم سازی) افزایش یافته سازه است، مفهوم ایزولاسیون لرزه ای هدف کاهش چشمگیری بارهای دینامیکی ناشی از زمین لرزه در پی سازه ها را به دنبال دارد. ابداع تکیه گاه لاستیکی سربی (دهه 1970) و تکیه گاه لاستیکی با میرایی بالا (اوایل دهه 1980) یک بعد جدید را برای طراحی سازه دارای پی ایزوله شده را بیان می کند (8-3). یک شمار قابل توجه از تحقیقات اخیر و جدید در زمین ایزولاسیون پی بر استفاده از تکیه گاهی الاستومری مانند تکیه گاه لاستیکی با میرایی بالا و تکیه گاه لاستیکی سربی تمرکز داشته اند...