پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله فصلنامه علوم و مهندسی زلزله 2476-6097 11 3 2024 09 22 Seismic Behavior Evaluation of Special Truss Moment Frames (STMFs) Equipped with Buckling Restrained Braces, Viscous and Friction Dampers under Far and Near Field Earthquakes بررسی رفتار لرزه‌ای سازه قاب خمشی خرپایی ویژه مجهز به مهاربندهای کمانش‌تاب، میراگرهای ویسکوز و اصطکاکی تحت زلزله‌های حوزه دور و نزدیک 27 42 709389 10.48303/bese.2023.2004144.1125 FA ساسان مستقیمی طهرانی دانش آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی زلزله، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران مرتضی رئیسی دهکردی دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران غلامرضا قدرتی امیری استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران 0000-0003-3244-0943 الهام رجبی استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران 0000-0003-1384-1792 Journal Article 2023 06 06 In the engineering community, it is very important to study the seismic behavior and the different damage states of structures under far/near earthquakes, and safe design of structures seems necessary in the seismic active zones. Special Truss Moment Frame (STMF), as a lateral force resisting system, is similar to other common moment frames; however, the difference is in the existence of truss beams instead of solid-section beams. Since the depth of truss beams is usually greater, they have more stiffness and are more resistant against bending moments than other beams. As a result, they are suitable for long spans. To prevent the formation of plastic hinges in the columns, an area is determined in the middle of the truss beams, which is called a special segment. The role of the members in the special segment is to yield under lateral loads and prevent the creation and expansion of plastic hinges to other structural members. In other words, the special segment acts like a fuse and prevents the damage in other structural members. Therefore, this paper compares the seismic performance of special truss moment frames equipped with energy dissipation devices such as Buckling Restraint Braces (BRBs), Viscous Dampers (VDs), and Friction Dampers (FDs) under near and far field earthquakes. In this regard, the desired structures have been implemented in OpenSEES software, considering the non-linear behavior of materials, and subjected to incremental dynamic analysis (IDA) considering seven far-field and seven near-field earthquakes with peak ground accelerations of 0.1g to 1.5g with a fixed incremental step of 0.1g. In order to perform the nonlinear dynamic time history analysis, four ten-story models have been used, which differ in the implementation of their special segment. In this way, one of the cases has Vierendeel special segments (without braces or dampers), and in the rest of the cases, buckling restraint braces, viscous dampers and friction dampers were installed inside the special segments. For this purpose, dampers and braces are placed diagonally inside the special segments. The results of IDA indicate that the near-field earthquakes have more destructive effect on structures than far-field earthquakes. Moreover, the structures equipped with viscous dampers have a greater ability to absorb and dissipate the earthquake energy than other investigated systems. In the following, the comparison of the fragility curves for the studied structures has shown that the probability of complete failure of the structure equipped with buckling restraint braces near-field earthquakes is 13.33% more than far-field earthquakes. This value is equal to 12.5% and 23.5%, considering the friction and viscous dampers, respectively. Furthermore, the fragility curves indicate that damages in the structures increase strongly in the partial range with small changes in acceleration, because this range of damage depends on the intensity of the earthquake, and it occurs with small changes in the acceleration of the earthquake. The effect of viscous dampers in reducing the response of the structure at the moment of the earthquake pulse, in near-field earthquakes, is much higher than the friction dampers and buckling restraint braces. در ادبیات فنی مهندسی سازه و زلزله بررسی رفتار لرزه‌ای ساختمان­ها و همچنین مطالعه سطوح مختلف خرابی سازه‌ها در معرض زمین‌لرزه از یک‌سو و طراحی سازه‌های ایمن در پهنه‌های با شدت لرزه‌خیزی بالا از سوی دیگر از اهمیت بسزایی برخوردار است. از این­رو مقاله حاضر به مقایسه عملکرد قاب خمشی خرپایی ویژه فولادی مجهز به انواع سیستم­های اتلاف انرژی از قبیل مهاربند کمانش‌تاب، میراگر ویسکوز و میراگر اصطکاکی در معرض زمین­لرزه­های حوزه دور و نزدیک پرداخته است. در این راستا سازه­های مورد نظر با درنظرگیری رفتار غیرخطی مصالح در محیط نرم‌افزار OpenSEES پیاده­سازی و تحت تحلیل دینامیکی فزاینده قرار گرفته‌اند. نتایج حاصل از تحلیل‌های دینامیکی فزاینده حاکی از آن است که زلزله‌های حوزه نزدیک نسبت به زلزله‌های حوزه دور اثر مخرب‌تری بر سازه‌ها داشته است. سازه مجهز به میراگر ویسکوز توانایی بیشتری در جذب و مستهلک نمودن انرژی زلزله نسبت به سایر سیستم‌های مورد بررسی دارد. مقایسه منحنی­های شکنندگی برای سازه­های فوق­الذکر نشان داده است که احتمال خرابی کامل سازه مجهز شده به مهاربند کمانش‌تاب، تحت اثر زلزله‌های حوزه نزدیک نسبت به زلزله‌های حوزه دور 33/13 درصد بیشتر است. این مقدار در حالت افزودن میراگر اصطکاکی و ویسکوز به ترتیب برابر 5/12 و 5/23 می‌باشد https://www.bese.ir/article_709389_5c6db9df624cb0ae728764c8b6897953.pdf