26238

بررسي عددي و آزمايشگاهي ميراگر با رفتار برشي جهت بهبود رفتار هيسترزيس مهاربندهاي فولادي

ارشد

مهندسي عمران زلزله

97

1400/8/30

دكتر محسنعلي شايانفر

دكتر علي قمري

عمران

سازه¬هاي مهاربندي همگرا به دليل سختي و مقاومت جانبي بالا يكي از رايج¬ ترين سيستم¬هاي باربرجانبي در سازه¬هاي فولادي هستند. با اين حال، زماني كه اين سازه¬ها در معرض بارهاي چرخه¬اي همانند زلزله¬ قرار مي¬گيرند، عضو فشاري آن¬ها شروع به كمانش مي¬كند. كمانش عضو فشاري در مهاربند¬هاي همگرا باعث كاهش انرژي اتلافي و افت منحني هيسترزيس مي¬شود. تاكنون مطالعات متعددي براي بهبود رفتار مهاربند¬هاي همگرا انجام شده است. يكي از راهكار¬هاي مناسب جهت بهبود رفتار مهاربند¬هاي همگرا استفاده از ميراگرهاي فولادي است. هر چند ميراگرهاي فولادي رفتار هيسترتيك مهاربند همگرا را بهبود مي¬بخشند اما هزينه¬هاي اضافه مربوط به ميراگر را به سازه تحميل مي¬كنند. بنابراين، در اين رساله يك ميراگر فولادي با مكانيزم تسليم برشي معرفي مي¬شود كه علاوه بر اقتصادي بودن، از سهولت ساخت و تعويض پس از زلزله برخوردار است. جهت بررسي رفتار چرخه¬اي ميراگر، يك مطالعه عددي با استفاده از نرم¬افزار ABAQUS انجام شد. نتايج نشان داد كه ميراگر پيشنهادي داراي منحني هيسترزيس متقارن و پايدار همراه با ظرفيت انرژي اتلافي بالا است. به منظور ارزيابي عملكرد ميراگر برشي پيشنهادي، مهاربندهاي مجهز به ميراگر مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج عددي نشان دهنده بهبود رفتار هيسترتيك مهاربندهاي همگرا با استفاده از ميراگر پيشنهادي است. هدف اصلي از تجهيز مهاربندهاي همگرا به ميراگر پيشنهادي، كنترل آسيب احتمالي در ميراگر و اطمينان از رفتار الاستيك ساير اجزاي سازه¬اي است. نتايج نشان مي¬دهد كه ميراگر پيشنهادي مي¬تواند با اتلاف كردن بيش از 90% انرژي سيستم و متمركز كردن عمده آسيب و پلاستيسيته، به عنوان فيوز سازه¬اي عمل كند و از اجزاي سازه¬اي در برابر آسيب ناشي از تحريك زلزله حفاظت كند. روابط لازم براي طراحي اين ميراگر ارايه شده‌است. علاوه بر اين، يك روش ساده براي تخمين رفتار غيرخطي مهاربندهاي مجهز به ميراگر پيشنهادي بدون نياز به مدلسازي المان محدود ارائه شده‌است

1400/12/24

Numerical and experimental study of shear damper to improve hysteresis behavior of steel braces

11/21/2022 12:00:00 AM

Concentrically braced structures are one of the most common resistant systems in steel structures due to their high stiffness and lateral strength. However, when these structures are subjected to moderate and severe earthquakes, their compression member begins to buckle. In addition, buckling of compression member in Concentrically Braced Frames (CBFs) decreases ductility and degradation of the hysteresis curve. Numerous studies have been performed to improve the behavior of CBFs. Using steel dampers is considered as one of the appropriate ways to improve the behavior of CBFs. Although steel dampers improve the hysteretic behavior of the CBFs, they impose additional costs on structures. Therefore, in this paper, a steel damper with a shear yield mechanism is introduced, which in addition to being economical, has the ease of construction and replacement after an earthquake. The numerical results indicate an enhancement of the hysteretic behavior of the CBFs utilizing the proposed damper. The main goal of equipping CBFs with the proposed damper is to control the possible damage in the damper and to ensure the elastic behavior of other structural components. The results indicate that the proposed damper can act as a structural fuse by dissipating more than 90% of the system energy and concentrating most of the plasticity and damage, which effectively protect the main structural components from damage while being subjected to seismic excitations. Necessary relations are presented for designing this damper. In addition, a simple method is presented for estimating the nonlinear behavior of the braces equipped with proposed damper without any need for finite element modeling.

مهاربند همگرا , ميراگر , ابزار جاذب انرژي , فيوز سازه اي , منحني هيسترزيس

Concentric brace , Damper , Hysteresis curve , Structural fuse

yashar bakhshayesh

dr. mohsenali shayanfar