16705

16705

ارزيابي عملكرد لرزه اي سازه هاي مركزگراي مجهز به سيستم مهاربندي كمانش ناپذير با آلياژ حافظه دار شكلي

كارشناسي ارشد

زلزله

1395

دي 1395

وحيد بروجرديان

عمران

مبناي اصلي طراحي سازه‌هاي امروزي استفاده از ظرفيت غيرخطي مصالح براي مقابله با نيروي زلزله است. اگرچه اين مسئله باعث كاهش وزن سازه و اقتصادي‌تر شدن طراحي مي‌شود اما بخصوص در زلزله‌هاي بزرگ، ورود سازه به ناحيه غيرخطي موجب كاهش مقاومت و ايجاد جابجايي‌هاي بزرگ در آن شده كه پس از زمين‌لرزه برگشت‌پذير نيست. سيستم‌هاي مركزگرا ازجمله جديدترين سيستم‌هايي هستند كه به كمك سازوكار خاص مي‌توانند سازه را به وضعيت اوليه خود بعد از زلزله برگردانند. در اين پژوهش يكي از جديدترين اين سيستم‌ها موسوم به مهاربند كمانش ناپذير مركزگرا معرفي شد. اين مهاربند همزمان، هر دو ويژگي جذب انرژي بالا كه مختص مهاربند كمانش ناپذير بوده و حذف كرنش ماندگار در تغيير مكان‌هاي بزرگ را با حضور آلياژ هوشمند داراست. ضمن آنكه نسبت به مهاربندهاي مشابه قابليت اجراي ساده‌تري دارد. در تحقيق حاضر اين مهاربند به كمك برنامه OpenSees مدل‌سازي شد و پس از صحت سنجي با نتايج آزمايشگاهي، عوامل مؤثر بر عملكرد مركزگرايي آن معرفي و بررسي شد. در مرحله بعدي يك سازه با كاربري مسكوني و خطرپذيري نسبي زياد و با فرض خاك نوع II با اين مهاربند طراحي و مدل‌سازي و ظرفيت شكل‌پذيري تحت بررسي قرار گرفت. مجموعاً در كل مراحل، تعداد 40 مدل در برنامه ساخته و تحليل شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه نسبت سطح مقطع آلياژ هوشمند به سطح مقطع هسته فولادي كمانش تاب بيشترين تأثير را در رفتار مهاربند داشته و نسبت Asma/Abrb=5 مناسب¬ترين عملكرد را دارد. همچنين شكل‌پذيري اين سيستم در تمامي حالت‌ها نسبت به سيستم‌هاي متداول بيش‌تر بوده و در صورت طراحي مناسب، مهاربند عملكرد مناسبي ازنظر جذب انرژي و حذف جابجايي پلاستيك خواهد داشت. واژه‌هاي كليدي: سيستم مركزگرا، كرنش ماندگار، آلياژ حافظه‌دار شكلي، مهاربند كمانش تاب

1395/11/30

1/1/1900 12:00:00 AM

The main basis of modern structures design,is using of material nonlinear capacity to resist against earthquake force.Although this problem reduces weight of structure an​d makes the design more economical,but especially in the large earthquakes, causing structure entrance to nonlinear area,reducing the strength an​d causing great displacement that after the earthquake is not reversible.Need operational use of very important buildings even after the earthquake,has caused several systems presented in recent years to solve this problem. Self-Centering systems are the newest systems that using its own mechanism,can return the structure to its initial condition after earthquake.in this study,one of the latest of these systems called Self-Centering Buckling Restrained Brace was introduced.At the same time,this brace has both high energy absorption characteristic dependent on Buckling Restrained Brace an​d removing residual strain even at large deformations with Shape Memory Alloy.Moreover this system can be constructed easier than similar bracing systems. In this study,with the help of open source an​d powerful OpenSees program,this brace was modeled an​d after validating by experimental results,the effective factors on its self-centering performance was introduced.In the next step a residential structure with high relative seismic risk an​d soil type II was modeled an​d ductility capacity was eva​luated.A total of 40 models was made an​d analysed in the program.Results of this study showed that the area of SMA relative to the area of steel core of BRB has the greatest impact on the behavior of brace an​d the ratio Asma/Abrb=5 has the proper performance.Moreover ,ductility of this system in all models was more than convetional systems an​d if the brace properly be desiged,it can properly dissipate energy an​d remove plastic displacement. Keywords: Self-Centering system,Residual strain,Shape Memory Alloy,Bulcking Restrained Brace