این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
ژئوفیزیک ایران، جلد ۱۶، شماره ۳، صفحات ۷۹-۸۷
عنوان فارسی طراحی فراماده زیرسطحی جهت میراسازی موج برشی لرزه‌ای
چکیده فارسی مقاله 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 سازه‌های هدف میرا کند. فرض منطقی مطالعه حاضر این است که در زمینلرزه‌ها، 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 می‌رود آسیب به ساختمان کاهش چشمگیری یابد. در این پژوهش، با هدف محافظت از ساختمان‌های معمولی دو تا شش طبقه، بازه بسامدی مد نخست ارتعاشی بر پایه روابط تجربی ارائه‌شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تعیین می‌شود سپس با بهره‌گیری از رابطه پیشنهادی بهبودیافته پاشیدگی برای فراماده یک‌بعدی، هندسه و جنس تشدیدگر پایه فراماده چنان طراحی می‌شود که بازه ایست فراماده ساخته‌شده 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 طراحی‌شده 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 ساده‌شده 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 می‌تواند دامنه امواج برشی زلزله را به‌سرعت کاهیده کند. این فراماده می‌تواند جهت حفاظت از ساختمان‌های شهری بنا‌شده در نزدیکی گسل‌ها به‌کار ‌رود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله زمین‌لرزه، فراماده، مد ارتعاشی، میرایی، نوار ایست،
عنوان انگلیسی Design of an underground metamaterial for attenuation of seismic shear waves
چکیده انگلیسی مقاله In the recent decade, some effort is expended in deviating and attenuating seismic waves, following the sophisticated electromagnetic-wave (photon) control by a well-known synthetic-material technology: metamaterial. There are many reports in the literature on successful control of mechanical waves (phonons) in acoustic and thermal frequency ranges by phononic crystals and metamaterials; however, they fail to efficiently control waves over low-frequency ranges, like seismic and earthquake waves. The bottleneck is the very long wavelengths of the earthquake waves which inevitably necessitates large-scale structures for seismic metamaterials. This research intends to dampen destructive shear waves before reaching the target structures by designing metamaterials with small dimensions and easy portability and execution. The rationale of this study is that in earthquakes, a significant part of the damage to the building is caused by the excitation of the first vibrational mode, and if the waves with frequencies near to the frequency of the first vibration of the building are filtered out or damped from the frequency content of the input excitation, the resonance phenomenon may not occur, and damage to the building is expected to be significantly reduced. In this study, with the aim of protecting typical two- to six-story buildings, the frequency range of the first vibrating mode is determined based on the experimental relationships presented in Section 6 of the Iran National Building Code. Then, utilizing the proposed dispersion relation for the one-dimensional metamaterial, the geometry and material of the metamaterial base resonator are designed so that the metamaterial stop-band corresponds to the target frequency range which is supposed to be filtered out. In order to facilitate the implementation, efforts have been made so that the dimensions of the base resonator are not large. The metamaterial designed for placement in medium clay, is a cylinder with a diameter and a length of 0.5 m of lightweight and high-strength concrete in which the interior lead cylinders are located in an intermediate filling fluid. Using the simplified continuous model of the proposed metamaterial, its performance against the shear wave with the frequency located in the target stop-band has been investigated. Based on this study, the proposed metamaterial is able to quickly reduce the amplitude of shear waves of an earthquake. This metamaterial can be used to protect urban buildings built near faults. It might also be used for cases where earthquake-resistant systems cannot be installed in the body of structures or foundations (e.g. historical and sensitive buildings, rural or old urban areas, etc.).
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله زمین‌لرزه, فراماده, مد ارتعاشی, میرایی, نوار ایست
نویسندگان مقاله رضا خواجوی |
استادیار مرکز زمین‌لرزه‌شناسی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

زهرا سیدی |
دانش‌آموخته کارشناسی ارشد ژئوفیزیک، مرکز زمین‌لرزه‌شناسی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

نشانی اینترنتی https://www.ijgeophysics.ir/article_149641_47bba3d7adcd737a99532745a38ffc4d.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات