فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

رفتار چرخه‌ای یک نوع مهاربند کمانش‌تاب مرکزگرا (رویکرد آزمایشگاهی)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 استاد، گروه مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران و محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده
در زمینه کنترل لرزه‌ای سازه‌ها، سیستم‌های کنترل غیرفعال و در رأس آن میراگرهای فلزی به لحاظ سادگی ساخت، ارزان و در دسترس بودن و همچنین عدم نیاز به نیروی محرک خارجی، ابزاری مناسب برای مستهلک کردن انرژی ورودی به سازه‌ها هستند. یکی از مکانیسم‌های جذب انرژی در میراگرهای فلزی، استفاده از ظرفیت محوری است. این پژوهش نوع جدیدی از مهاربندهای کمانش‌تاب را ارائه داده است که در آن، در هر سیکل، المان‌های مستهلک کننده انرژی به‌صورت فشاری و با تکیه بر ظرفیت محوری خود نیروی وارد شده را تحمل می‌کنند. در این میراگر، به‌جای استفاده از یک المان، از اعضای دندانه‌ای شکل استفاده شده است که با ایجاد طول‌های متفاوت در آن و تأخیر در شکل‌گیری مودهای کمانشی، منحنی‌های پلکانی در نمودار پاسخ سیستم پیشنهادی مشاهده شده است. نتایج نشان داده است که سیستم پیشنهادی در جابه‌جایی محوری 35 میلی‌متر، نیروی 6/348+ و 6/347- کیلونیوتن را در هر یک از جهت‌های رفت‌وبرگشت تحمل کرده است. به‌منظور حذف جابه‌جایی‌های پسماند سیستم، از فنر به‌عنوان المان تأمین‌کننده مرکزگرایی استفاده شده است که جابه‌جایی سیستم را به میزان 8/68 و 4/67 درصد نسبت به جابه‌جایی نهایی آن کاهش داده است. همچنین برای ارزیابی عملکرد بهینه سیستم، میزان انرژی جذب شده و ضریب میرایی ویسکوز معادل آن بر اساس نمودار بار-تغییرمکان چرخه‌ای به ترتیب برابر 25/35 کیلوژول و 46 درصد به‌دست آمده است که نشان‌دهنده عملکرد مناسب سیستم پیشنهادی است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Aghani, H., Cheraghi, K., & Bakhshipour, M. (2024). Numerical investigation of the effect of aluminum yielding damper for the retrofitting of semi-rigid steel frames. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 68(2), 349-357.
ASTM (2009). Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. ASTM E8/E8M-09.
AISC (2022). Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. ANSI/AISC 341-22. An American National Standard. American Institute of Steel Construction.
AISC (2022). Specification for Structural Steel Buildings. ANSI/AISC 360-22. An American National Standard. American Institute of Steel Construction.
ATC (1992). Guidelines for Cyclic Seismic Testing of Components of Steel Structures. Applied Technology Council.
Benavent-Climent, A., Morillas, L., & Vico, J.M. (2011). A study on using wide‐flange section web under out-of-plane flexure for passive energy dissipation. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 40(5), 473-490.
Christopoulos, C., Tremblay, R., Kim, H.-J., & Lacerte, M. (2008). Self-centering energy dissipative bracing system for the seismic resistance of structures: development and validation. Journal of Structural Engineering, 134(1), 96-107.
Dong, H., Du, X., Han, Q., Hao, H., Bi, K., & Wang, X. (2017). Performance of an Innovative self-centering buckling restrained brace for mitigating seismic responses of bridge structures with double-column piers. Engineering Structures, 148, 47-62.
Federal Emergency Manegement (2000). Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, FEMA356, Washington, D.C.
Fujimoto, M., Wada, A., & Saeki, E. (1990). Development of unbonded brace. Quarterly Column, 115, 91-96.
Garivani, S., Aghakouchak, A., & Shahbeyk, S. (2016). Numerical and experimental study of comb-teeth metallic yielding dampers. International Journal of Steel Structures, 16, 177-196.
Ghowsi, A.F., Faqiri, A., & Sahoo, D.R. (2019). 'Numerical Study on Cyclic Response of Self-Centering Steel Buckling-Restrained Braces'. In: Rao, A., Ramanjaneyulu, K., (eds) Recent Advances in Structural Engineering, Vol 1. Lecture Notes in Civil Engineering, Vol. 11.
Grossi, E., Aprile, A., Zerbin, M., & Livieri, P.    (2024). Preliminary experimental tests of a novel friction damper for seismic retrofit of RC precast structures. Engineering Structures, 305, 117718.
Hoveidae, N., Tremblay, R., Rafezy, B., & Davaran, A. (2015). Numerical investigation of seismic behavior of short-core all-steel buckling restrained braces. Journal of Constructional Steel Research, 114, 89-99.
Issa, A.S., & Alam, M.S. (2019). Seismic performance of a novel single and double spring-based piston bracing. Journal of Structural Engineering, 145(2), 04018261.
Maleki, S., & Mahjoubi, S. (2013). Dual-pipe damper. Journal of Constructional Steel Research, 85, 81-91.
Miller, D.J., Fahnestock, L.A., & Eatherton, M.R. (2011). Self-Centering Buckling-Restrained Braces for Advanced Seismic Performance. Structures Congress, Las Vegas, United States.
Miller, D.J., Fahnestock, L.A., & Eatherton, M.R. (2012). Development and experimental validation of a nickel–titanium shape memory alloy self-centering buckling-restrained brace. Engineering Structures, 40, 288-298.
Oinam, R.M., & Sahoo, D.R. (2015). Enhancement of Lateral Capacity of Damaged Non-Ductile RC Frame Using Combined-Yielding Metallic Damper. Advances in Structural Engineering: Materials, 3.
Pandikkadavath, M.S., & Sahoo, D.R. (2016). Cyclic testing of short-length buckling-restrained braces with detachable casings. Earthquakes and Structures, 10(3), 699-716.
Piedrafita, D., Cahis, X., Simon, E., & Comas, J. (2015). A new perforated core buckling restrained brace. Engineering Structures, 85, 118-126.
Rahimi, H., Esfandari, J., & TahamouliRoudsari, M. (2024). Experimental and numerical assessment of the seismic behavior of non-uniform slit dampers and bar dampers in moment resisting reinforced concrete frames. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 68(1), 314-324.
Shang, C., Zhou, Y., Shi, F., Li, J., & Jiang, K. (2024). Investigation on mechanical behavior of shear panel damper under bidirectional loading. Journal of Constructional Steel Research, 216, 108580.
Wu, A.C., Lin, P.C., & Tsai, K.C. (2014). High-mode buckling responses of buckling-restrained brace core plates. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 43(3), 375-393.
Wu, J., & Phillips, B.M. (2017). Passive self-centering hysteretic damping brace based on the elastic buckling mode jump mechanism of a capped column. Engineering Structures, 134, 276-288.
Yazdani, M., Tasnimi, A.A., (2024). Investigating the cyclic behavior of the new self-centering buckling restrained brace. 9th International Conference on Seismology and Earthquake Engineering (SEE9), Tehran, Iran (in Persian).
Zhai, Z., Liu, Y., Mercan, O., Zou, S., & Zhou, F. (2024). A hybrid buckling-restrained brace for enhancing the seismic performance of steel moment resisting frames. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 178, 108464.
Zhu, S., & Zhang, Y. (2008). Seismic analysis of concentrically braced frame systems with self-centering friction damping braces. Journal of Structural Engineering, 134(1), 121-131.

  • تاریخ دریافت 25 خرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 24 مرداد 1403
  • تاریخ پذیرش 29 مرداد 1403