در این پژوهش تاثیر الگوی بارگذاری گسترده جانبی مستطیلی، مثلثی و ذوزنقه ای بر موقعیت بهینه مهار بازویی و کمربند خرپایی با استفاده از معیار انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. اثر سیستم مهار بازویی، کمربند خرپایی بر هسته مهاربندی به صورت فنر پیچشی در محل قرارگیری مهاربازویی و کمربند خرپایی درنظر گرفته شده است. محل بهینه ی فنر، با ماکزیمم شدن انرژی جذب شده توسط فنر بدست می آید. موقعیت بهینه ی مهار بازویی و کمربند خرپایی تحت تاثیر سه نوع الگوی بارگذاری جانبی برای سازه ای با یک، دو، سه و چهار مهار بازویی و کمربند خرپایی محاسبه شده است. نتایج حاصله با استفاده از روش پیشنهادی با نتایج بدست آمده از آنالیز کامپیوتری، برای یک ساختمان بلند 60 طبقه مقایسه شده است. نتایج بدست آمده بیانگر دقت قابل قبول روش پیشنهادی می باشد که به تخمین خوبی از پاسخ سازه واقعی منجر می گردد.

در این مقاله، محل بهینه سیستم مهار بازویی و کمربند خرپایی در ارتفاع سازه های بلند با سیستم ترکیبی قاب محیطی و هسته مرکزی همراه با مهار بازویی و کمربند خرپایی با احتساب تغییرات ممان اینرسی قاب محیطی در ارتفاع مورد بررسی قرار گرفته است. سازه قاب محیطی و هسته مرکزی بر اساس روش پیوسته با یک تیر طره با مقطع قوطی شکل مدل شده است. اثر مهار بازویی و کمربند خرپایی بر روی هسته مرکزی به صورت فنر پیچشی در محل قرارگیری سیستم مهار بازویی و کمربند خرپایی در ارتفاع سازه در نظر گرفته شده است. با استفاده از قضایای لنگر سطح و اصل رویهم گذاری، روابطی جهت محاسبه تغییر شکلهای سازه بدست آمده و سپس با در نظر گرفتن انرژی سیستم معادل بر اساس تغییر شکلهای بدست آمده، موقعیت بهینه مهار بازویی و کمربند خرپایی در سازه بلند تحت بار گسترده مثلثی بر اساس حداکثر نمودن انرژی جذب شده توسط فنر معادل، محاسبه شده است. در نهایت گرافی جهت تعیین موقعیت بهینه مهار بازویی و کمربند خرپایی با احتساب تغییرات ممان اینرسی قاب محیطی تحت بار گسترده مثلثی پیشنهاد شده است. صحت و کارایی روش پیشنهادی با استفاده از یک مثال عددی و مقایسه با روش های ارائه شده توسط سایر محققین و همچنین نتایج حاصل از آنالیز کامپیوتری نرم افزار SAP2000 بررسی شده است. نتایج بیانگر دقت قابل قبول روش پیشنهادی می باشد که بر اساس نتایج بدست آمده، موقعیت بهینه، در محدوده میانی ارتفاع سازه قرار دارد.

امروزه به منظور ارزیابی لرزه ای سازه ها روش های تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیر خطی به سرعت درحال گسترش است. روش های تحلیل دینامیکی غیر خطی به حجم زیاد محاسبات نیازمند بوده و بیشتر زمان بر هستند. این موضوع باعث پدید آمدن روش های نوین براساس مفاهیم مربوط به تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی شده است. یکی از فرم های سازه ای پرکاربرد در سازه های بلند استفاده از ترکیب دو قاب خمشی محیطی دسته شده و کمربند سخت کننده خرپایی می باشد. این فرم سازه ای در کاهش پاسخ سازه دربرابر بارهای جانبی تاثیر دارد. در این پژوهش به ارزیابی مدل های مطالعاتی سازه 20 طبقه با قاب خمشی محیطی دسته شده با دو آرایش اسکلت مقاوم کمربند خرپایی در طبقات 19 و 20 سازه با استفاده از 7 رکورد مقیاس شده حوزه دور و نزدیک گسل، دارای پالس های بزرگ سرعت، تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده (IDA) و تحلیل استاتیکی غیر خطی اصلاح شده فزاینده (IMPA) و تحلیل استاتیکی غیر خطی مودال (MPA) و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی انجام گرفته است. دقت روش IMPA نسبت به روش تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) مقایسه گردیده و همچنین مقایسه ای بین رفتار جانبی غیر خطی مدل ها، با مهار کمربند خرپایی و بدون مهار کمربند خرپایی با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی بار افزون انجام گرفته است؛ نتایج حاصله نشان دهنده تفاوت معنا دار پارامتر دریفت بین سه پیکربندی یاد شده تحت پالس های پر دامنه سرعت می باشد. سازه های مجهز به مهار کمربند خرپایی در تراز بالاتری از PGA دچار گسیختگی شده و ظرفیت شدت لرزه ای قاب در طبقات بالایی افزایش داده است. تغییر مکان نسبی بیشینه در ناحیه پاسخ غیر الاستیک در حوالی طبقات میانی رخ داده است.

در چند دهۀ اخیر استفاده از قاب خمشی خرپایی ویژه به عنوان یک نمونۀ نسبتاً جدید از سیستم قاب فولادی برای مناطق زلزله خیز توسعه یافته است. این قاب ها انرژی زمین لرزه را از طریق بخش های ویژۀ شکل پذیر که در وسط تیر خرپایی تعبیه شده است، مستهلک می کنند. در این تحقیق رفتار لرزه ای قاب خمشی خرپایی با ستون خرپایی به کمک سه تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور)، تحلیل چرخه ای (سیکلیک) و تحلیل تاریخچه زمانی مورد بررسی قرار گرفته و با قاب خمشی خرپایی ویژه مقایسه شده است. برای نیل به این هدف دو مدل دوبعدی با ویژگی یکسان بر اساس ضوابط طراحی لرزه ای، طراحی و به کمک روش پلاستیسیتۀ متمرکز به مدل غیرخطی تبدیل شدند. در محدودۀ فرض های این پژوهش، نتایج نشان می دهد که قاب خمشی خرپایی ویژه با ستون خرپایی دارای عملکرد لرزه ای مناسب تری نسبت به قاب خمشی خرپایی ویژه می باشد؛ در قاب با ستون خرپایی، ضریب شکل پذیری، انرژی مستهلک شدۀ بیش تر، توزیع یکنواخت مفاصل پلاستیک با تأمین سطح عملکرد بالاتر، توزیع دریفت یکنواخت تر و همگن در مقایسه با قاب خمشی خرپایی ویژه مشاهده شد. همچنین این قاب ها به دلیل وزن کم تر از نظر اقتصادی مطلوب تر هستند و در آن ها برای عبور لوله های تأسیساتی نیز از جان ستون استفاده می شود.