Abstract

The dynamic response of eccentric buildings with a setback is investigated and a simple method is proposed for assessing vibration frequencies and modal base shears and torques. With the proposed methodology the aforementioned basic dynamic quantities are determined by analysing first the symmetrical counterpart structure and then an equivalent one-storey eccentric system. The type of buildings examined represents the class of tall structures with a significant reduction in the size of floor plans above a certain level, but without any modification on the structural system, which is considered to be uniform over the height of the building, but eccentric to the mass axis. It is shown that the vertical mass irregularity thus produced increases substantially the contribution of the higher modes of vibration to the total response of such structures and this contribution increases with the height of the tower structure above the setback level. A number of common buildings with a mixed-bent-type structural system are analysed by the proposed method and the results are compared with more accurate results obtained by three-dimensional dynamic analyses

پاسخ دینامیک ساختمانهای خارج از محور با عقب نشینی مورد بررسی قرار گرفته و روشی ساده برای تعیین فرکانس لرزش ها و همچنین گشتاورها و [تنش های] برشی مُدال، پیشنهاد می شود. کمیتهای دینامیکی فوق الذکر با استفاده از روش پیشنهادی که در آن ابتدا سازه متعارف متناظر [با سازه به نامتقارن مورد نظر] و سپس یک سیستم یک طبقه نامتقارن، مورد آنالیز قرار می گیرند، تعیین می شوند. نوع ساختمانهای مورد آزمایش شامل سازه هایی بلند است که از ارتفاع مشخصی به بالا، اندازه پلان طبقات در آنها کاهش قابل ملاحظه ای می یابد، اما اصلاحی روی سیستم سازه آن که در کل ارتفاع ساختمان، یکنواخت فرض می شود، صورت نگرفته است؛ لکن نسبت به محور جرم، نامتقارن است. [در این مقاله] نشان داده می شود که به هم ریختگی جرمی ایجاد شده در جهت قائم باعث افزایش چشمگیر سهم لرزش های قوی در کل پاسخ چنین سازه ای شده و این سهم با افزایش ارتفاع سازه برج در بالای ارتفاع عقب نشینی، افزایش می یابد. تعدادی از ساختمانهای معروف دارای سیستم سازه خمشی با استفاده از روش پیشنهادی مورد آنالیز قرار گرفته و نتایج حاصله با نتایج دقیق تری که با آنالیزهای دینامیک سه بعدی به دست آمده اند، مقایسه شده است.

مقدمه

یکی از اصلی ترین به هم ریختگی های موجود در سازه های ساختمانی، تغییر شدید اندازه پلان طبقات در بالاتر از ارتفاع مشخصی از ارتفاع کلی آن است. چنین تغییری ساختمان را به دو بخش تقسیم می کند: (a) بخشی از ساختمان که پایین تر از عقب نشینی قرار دارد و از آن به نام سازه پایه نام برده می شود؛ و (b) بخشی از ساختمان که بالاتر از عقب نشینی قرار دارد و از آن به نام سازه برج نام برده می شود. حتی اگر هر دوی این بخش ها در ارتفاع مختص به خود، یکنواخت باشند، باز هم تغییر ناگهانی اندازه پلان در ارتفاع سطوح بالاتر از عقب نشینی، باعث شکل گیری میزان قابل ملاحظه ای به هم ریختگی جرمی در راستای قائم می شود که اثر زیادی بر پاسخ به بارگذاری های لرزه ای به همراه خواهد داشت...