تُعد أجهزة تبديد الطاقة الزلزالية من النوعC-Devices) ) من الأنظمة الحديثة المستخدمة لتحسين الأداء الزلزالي للمنشآت، إذ تعمل على تبديد جزء من الطاقة الزلزالية الداخلة إلى المنشأ، وبالتالي الحد من الاستجابة الديناميكية والقوى والتشوهات الزلزالية التي تتعرض لها العناصر الإنشائية. وتعتمد آلية عمل هذه الأجهزة بصورة أساسية على السلوك اللدن للفولاذ ودخوله في نطاق الخضوع تحت تأثير الأحمال الزلزالية الدورية، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة من خلال الحلقات الهستيرية Hysteretic Loops) )الناتجة عن دورات التحميل والتفريغ وعكس اتجاه التحميل. ويسهم ذلك في تحسين قدرة المنشأ على استهلاك الطاقة الزلزالية والتحكم والتشوهات. وقد اكتسبت هذه الأنظمة أهمية متزايدة في مجال التدعيم الزلزالي للمنشآت القائمة Seismic Retrofitting))، ولا سيما في الهياكل الخرسانية مسبقة الصب.. يعتمد التكوين الهندسي لجهاز C-Device المستطيل على عنصر فولاذي ذي هيئة قريبة من الإطار البوابي (Portal Frame) مع اعتماد انتقالات دائرية Circular Transitions) ) عند الزوايا الداخلية. ويهدف هذا التفصيل الهندسي إلى الحد من تركيزات الإجهاد Stress Concentrations) ) وتحسين توزيع الإجهادات والانفعالات، فضلًا عن التحكم في منطقة التبديد اللدن للطاقة Energy Dissipation Zone) ) وتوجيه التشوهات اللدنة نحو المناطق المصممة لتكون مناطق تبديد للطاقة. ويساعد هذا التكوين على تحقيق سلوك هستيري أكثر استقرارًا تحت التحميل الدوري العكسي Reversed Cyclic Loading) ) كما يمكن تصنيع الجهاز من الصفائح الفولاذية، الأمر الذي يوفر مرونة في التصنيع ويسهّل عملية دمجه ضمن أنظمة التدعيم الزلزالي.. وقد تناولت الدراسة المنشورة عام 2022 بعنوان Rectangular C-Device with Circular Transitions: Modelling Approaches and Development of an Equivalent Nonlinear Inelastic Spring for Seismic Analysis تطوير منهجية عددية لتمثيل السلوك اللاخطي والهستيري لأجهزة C باستخدام تحليل العناصر المحددة (Finite Element Analysis – FEA). ) واعتمدت الدراسة منهجين رئيسيين في النمذجة العددية؛ تمثل الأول بنموذج مبسط يعتمد على عناصر إطارية لاخطية Nonlinear Frame Elements))، في حين اعتمد الثاني على نموذج أكثر تفصيلًا يمثل الجهاز على هيئة صفيحة فولاذية لاخطية (Nonlinear Steel Plate) ) تخضع لأحمال داخل مستواها، مع تمثيل شروط التقييد والحدود عند مناطق الاتصال بصورة أكثر تفصيلًا.. ومن أبرز إسهامات الدراسة تطوير نابض أحادي المحور لاخطي مكافئ (Equivalent Nonlinear Inelastic Spring) قادر على تمثيل السلوك الهستيري لجهاز C دون الحاجة إلى نمذجة جميع تفاصيله الهندسية في كل تحليل إنشائي. وقد جرى تحديد خصائص هذا النابض ومعايرتها بالاستناد إلى نتائج التحليل العددي، مع التحقق من دقة التمثيل من خلال مقارنتها بنتائج الاختبارات التجريبية تحت التحميل الأحادي والتحميل الدوري العكسي. وأظهرت المقارنات توافقاً جيداً بين استجابة النابض المكافئ واستجابة النماذج التفصيلية، مما يدعم استخدامه لتقليل الوقت والجهد الحسابيين في التحليلات الزلزالية اللاخطية وتبرز أهمية هذه المنهجية في إمكانية توظيف النابض اللاخطي المكافئ ضمن برامج التحليل الإنشائي، مثل SAP2000، لتمثيل أجهزة تبديد الطاقة بطريقة مبسطة وفعالة، شريطة أن يتم تحديد خصائص النابض ومعايرتها وفق نتائج تحليلية أو تجريبية موثوقة. ويسمح هذا الأسلوب بدراسة الاستجابة الزلزالية للمنشأ وتقييم القوى والإزاحات والانجرافات، بالإضافة إلى دراسة الطاقة الهستيرية المتبددة Hysteretic Energy Dissipation) ) وسلوك الجهاز خلال دورات التحميل المختلفة. كما يمكن أن يشكل هذا الأسلوب أداة فعالة في تطوير حلول التدعيم وإعادة التأهيل الزلزالي Seismic Retrofitting and Rehabilitation) ) للمنشآت القائمة، بما فيها المنشآت الخرسانية مسبقة الصب. ومن منظور التصميم الزلزالي، فإن استخدام أجهزة تبديد الطاقة يعتمد على مفهوم توزيع الضرر والتحكم بموقع حدوث الخضوع اللدن بحيث يتركز استهلاك الطاقة في عناصر تبديد مخصصة بدلًا من السماح بحدوث أضرار غير مسيطر عليها في العناصر الإنشائية الرئيسية. وعليه، فإن التصميم المناسب لهذه الأجهزة يمكن أن يسهم في تحقيق آلية استجابة زلزالية أكثر قابلية للتنبؤ وتحسين مستوى الأمان والأداء للمنشأ تحت تأثير الأحمال الزلزالية المتكررة إعداد: د. عدي المعموري التخصص: الهندسة المدنية – الهندسة الإنشائية والهندسة الزلزالية المصدر العلمي: Martinez-Rueda, E., & Al-Mamoori, O. (2022). Rectangular C-Device with Circular Transitions: Modelling Approaches and Development of an Equivalent Nonlinear Inelastic Spring for Seismic Analysis. Civil Engineering Beyond Limits, 3(3), 1–10. Article 1579. DOI: 10.36937/cebel.2022.1579