طراحی فراماده زیرسطحی جهت میراسازی موج برشی لرزه ای

این پژوهش بر آن است تا با طراحی فرامادهای با ابعاد کوچک و توانایی حمل و اجرای ساده، امواج برشی مخرب را پیش از رسیدن به سازه های هدف میرا کند. فرض منطقی مطالعه حاضر این است که در زمینلرزه ها، بخش درخور توجهی از آسیب به ساختمان ناشی از تحریک مد نخست ارتعاشی است و چنانچه بسامد مد نخست ارتعاشی ساختمان از محتوای بسامدی تحریک ورودی حذف شود، پدیده تشدید در این مد رخ نخواهد داد و انتظار می رود آسیب به ساختمان کاهش چشمگیری یابد. در این پژوهش، با هدف محافظت از ساختمان های معمولی دو تا شش طبقه، بازه بسامدی مد نخست ارتعاشی بر پایه روابط تجربی ارایه شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تعیین می شود سپس با بهره گیری از رابطه پیشنهادی بهبودیافته پاشیدگی برای فراماده یک بعدی، هندسه و جنس تشدیدگر پایه فراماده چنان طراحی می شود که بازه ایست فراماده ساخته شده از آرایش شبکهای این تشدیدگر منطبق بر بازه بسامدی هدف شود. برای سهولت در اجرا، کوشش شده است در طراحی فراماده، ابعاد تشدیدگر پایه بزرگ نباشد. فراماده طراحی شده برای کارگذاری در خاک رس متوسط بهصورت استوانهای با قطر و درازای 5/0 متر از بتن سبک و مقاوم است که در آن، استوانهای سربی درون یک سیال پرکننده میانی قرار دارد. به کمک مدل ساده شده معادل پیوسته فراماده پیشنهادی، عملکرد آن در برابر موج برشی با بسامد واقع در نوار ایست هدف بررسی شده است. بر پایه این بررسی، فراماده پیشنهادی می تواند دامنه امواج برشی زلزله را به سرعت کاهیده کند. این فراماده می تواند جهت حفاظت از ساختمان های شهری بنا شده در نزدیکی گسل ها به کار رود.