بررسی رفتار میراگر هیبریدی تسلیمی- اصطکاکی تحت بارگذاری چرخه‌ای
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 4186-IRAST (R3)
نویسندگان
1تبریز- خ امام- کوچه ی ارگ- موسسه آموزش عالی سراج
2موسسه ی آموزش عالی سراج
چکیده
در طول چند دهه گذشته تحقیقات گسترد‌ه‌ای برای افزایش شکل پذیری مهاربندها انجام شده است. یکی از روشهای جدید، استفاده از حلقه‌های فلزی به عنوان اتلاف کننده‌ی انرژی واقع در تقاطع مهاربندها است. مطالعات گذشته نشان می‌دهد که مهاربند همراه با حلقه یک منحنی هیسترزیس پایداری را در بارگذاری‌های چرخه‌ای از خود نشان می‌دهند و با اتلاف انرژی باعث کاهش تقاضای نیرو بر اعضای نیرویی می‌شوند. هرچند که عملکرد این میراگرها برای زمین لرزه‌های طرح پیش بینی شده است و در زمین‌لرزه‌های کمتر از این حد حلقه‌های فولادی الاستیک باقی می‌مانند.
در این تحقیق میراگری متشکل از حلقه‌ی فولادی و میراگر اصطکاکی به صورت ترکیب فنرهای موازی ارائه شده است که قادر به اتلاف انرژی در دوسطح مختلف زمین لرزه باشد. در زمین لرزه‌های متوسط ( کمتر از زلزله‌ی طرح) میراگر اصطکاکی و در زمین‌لرزه‌های طرح میراگر تسلیمی‌یعنی حلقه‌ی تسلیم شونده مشخصات دینامیکی سازه را اصلاح می‌کنند.
به‌این منظور جهت بررسی رفتار این نوع میراگرها، با استفاده از نرم‌افزار المان محدود ANSYS منحنی رفتاری مدل‌ها تحت اثر بارهای رفت و برگشت حاصل شده است. منحنی‌های رفتاری نشان می‌دهد دو سطح اتلاف انرژی مشخص برای دو سطح زمین‌لرزه به دست آمده است و نتایج نشان می‌دهد اتلاف انرژی با اضافه شدن میراگر تسلیمی‌به میراگر اصطکاکی به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. همچنین به دلیل اضافه شدن میراگر تسلیمی( حلقه‌ی فولادی ) در فاصله‌ی تغییر مکانی تعیین شده، میراگر تسلیمی‌رفتار پایدارتری از خود نشان می‌دهد . مقادیر میرایی معادل برابر35 درصد برای کل میراگر ترکیبی محاسبه شده است.
در این تحقیق میراگری متشکل از حلقه‌ی فولادی و میراگر اصطکاکی به صورت ترکیب فنرهای موازی ارائه شده است که قادر به اتلاف انرژی در دوسطح مختلف زمین لرزه باشد. در زمین لرزه‌های متوسط ( کمتر از زلزله‌ی طرح) میراگر اصطکاکی و در زمین‌لرزه‌های طرح میراگر تسلیمی‌یعنی حلقه‌ی تسلیم شونده مشخصات دینامیکی سازه را اصلاح می‌کنند.
به‌این منظور جهت بررسی رفتار این نوع میراگرها، با استفاده از نرم‌افزار المان محدود ANSYS منحنی رفتاری مدل‌ها تحت اثر بارهای رفت و برگشت حاصل شده است. منحنی‌های رفتاری نشان می‌دهد دو سطح اتلاف انرژی مشخص برای دو سطح زمین‌لرزه به دست آمده است و نتایج نشان می‌دهد اتلاف انرژی با اضافه شدن میراگر تسلیمی‌به میراگر اصطکاکی به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. همچنین به دلیل اضافه شدن میراگر تسلیمی( حلقه‌ی فولادی ) در فاصله‌ی تغییر مکانی تعیین شده، میراگر تسلیمی‌رفتار پایدارتری از خود نشان می‌دهد . مقادیر میرایی معادل برابر35 درصد برای کل میراگر ترکیبی محاسبه شده است.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Cyclic behavior of new hybrid friction-yielding damper
Authors
Elham Tabriz, HADI Ali Mohammadi
Abstract
In past decades, several studies have been carried out to improve the ductility of brace elements. One of the most acceptable method is utilizing yielding ring dampers to braces. Results of studies have clarified the positive effect of implementing the ring dampers to postpone the buckling of braces. Design forces and displacement limit of dampers are considered based on Design Based Earthquake level, although they subjected to moderate earthquakes more frequently.
In this study, a new hybrid damper is proposed to combine the friction and yielding ring damper to control the response of structures in two different level of earthquake, separately. In moderate earthquakes, friction damper justifies the seismic response of structure without engaging the yielding part and in severe earthquakes (with high displacement demand), yielding part controls the seismic response of structure.
In order to evaluate the cyclic behavior of new hybrid damper, 3 component model have been proposed and analyzed in ANSYS finite element software.
Results of analysis under cyclic loads, indicates the two distinct performance level in force-displacement curve. Stable behavior of ring damper due to auxiliary friction damper have been reached. ductility ratio and equivalent damping ratio have been calculated equal to 14 and 0.35 respectively.
In this study, a new hybrid damper is proposed to combine the friction and yielding ring damper to control the response of structures in two different level of earthquake, separately. In moderate earthquakes, friction damper justifies the seismic response of structure without engaging the yielding part and in severe earthquakes (with high displacement demand), yielding part controls the seismic response of structure.
In order to evaluate the cyclic behavior of new hybrid damper, 3 component model have been proposed and analyzed in ANSYS finite element software.
Results of analysis under cyclic loads, indicates the two distinct performance level in force-displacement curve. Stable behavior of ring damper due to auxiliary friction damper have been reached. ductility ratio and equivalent damping ratio have been calculated equal to 14 and 0.35 respectively.
Keywords
Hybrid Damper, finite element, moderate earthquake, Friction, yielding