فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

میراگر فولادی ساخته شده از دو لوله مربع شکل برای مهاربندی با رفتارهای مشابه در کشش و فشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه عمران، واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس، ‌‌ایران
2 استادیار، گروه عمران، واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس،‌‌ ایران
3 استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکدۀ فنی- مهندسی، دانشگاه مدیترانه شرقی (EMU)، فاماگوستا، قبرس شمالی
چکیده
سیستم مهاربندی همگرا به دلیل ظرفیت پایین در اتلاف انرژی و کمانش تحت بارهای فشاری، با چالش‌هایی مواجه است. در سال‌های اخیر، استفاده از میراگرهای تسلیم شونده برای بهبود این سیستم‌ها پیشنهاد شده است، اما این میراگرها معمولاً دارای معایبی همچون رفتار متفاوت در کشش و فشار، پیچیدگی در ساخت، و نبود روش طراحی ساده هستند. در این مقاله، میراگر انرژی جدیدی به نام میراگر فولادی لوله مربع شکل دوبل معرفی شده است که برای نصب در المان‌های مهاربندی طراحی شده است. این میراگر رفتار مشابهی در فشار و کشش دارد، ساخت آن آسان است، و طراحی آن به راحتی انجام می‌شود. عملکرد این میراگر با استفاده از آزمایش‌های آزمایشگاهی و تحلیل اجزا محدود بررسی شده و دو فرمول ساده برای سختی اولیه و مقاومت تسلیم آن ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از این میراگر در ساختمان‌های با مهاربندی شورون می‌تواند حداکثر شتاب سقف و برش پایه را به ترتیب حدود 30 و 20 درصد کاهش دهد. رفتار هیسترزیس پایدار و متقارن این میراگر، نشان‌دهنده قابلیت جذب انرژی بالا و عملکرد بهتر در مقایسه با مهاربندهای مرسوم است. همچنین، این میراگر به دلیل قطعات قابل تعویض، صرفه اقتصادی بالایی دارد و سطح عملکرد سازه را از LS به IO ارتقاء می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Ahn, H. J., Kim, Y. J., Bae, J. H., & Jung, I. Y. (2016). Cyclic loading test of wall damping system with steel dampers. Advances in Structural Engineering, 19(8), 1262-1274.
Azandariani, M. G., Rousta, A. M., Usefvand, E., Abdolmaleki, H., & Azandariani, A. G. (2021, February). Improved seismic behavior and performance of energy-absorbing systems constructed with steel rings. In Structures, 29, pp. 534-548. Elsevier. (in Persian).
Bakhshayesh, Y., Shayanfar, M., & Ghamari, A. (2021). Improving the performance of concentrically braced frames utilizing an innovative shear damper. Journal of Constructional Steel Research, 182, 106672. (in Persian).
Chan, R. W., & Albermani, F. (2008). Experimental study of steel slit damper for passive energy dissipation. Engineering Structures, 30(4), 1058-1066.
Curadelli, R. O., & Riera, J. D. (2004). Reliability-based assessment of the effectiveness of metallic dampers in buildings under seismic excitations. Engineering Structures, 26(13), 1931-1938.
Ghabussi, A., Marnani, J. A., & Rohanimanesh, M. S. (2021, June). Seismic performance assessment of a novel ductile steel braced frame equipped with a steel curved damper. In Structures (Vol. 31, pp. 87-97). Elsevier. (in Persian).
Hosseini, M., Mirzaaghaee, Y., & Tabrizi, B. E. (2012). A two-ring energy dissipating device with similar behaviors in tension and compression to create buckling-resistant braces. 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisbon (PT). (in Persian).
Hsu, H. L., & Halim, H. (2018). Brace performance with steel curved dampers and amplified deformation mechanisms. Engineering Structures, 175, 628-644.
Hsu, H. L., & Li, Z. C. (2015). Seismic performance of steel frames with controlled buckling mechanisms in knee braces. Journal of Constructional Steel Research, 107, 50-60.
Jarrah, M., Khezrzadeh, H., Mofid, M., & Jafari, K. (2019). Experimental and numerical evaluation of piston metallic damper (PMD). Journal of Constructional Steel Research, 154, 99-109. (in Persian).
Kelly, J. M., Skinner, R. I., & Heine, A. J. (1972). Mechanisms of energy absorption in special devices for use in earthquake-resistant structures. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 5(3), 63-88.
Lee, C. H., Ju, Y. K., Min, J. K., Lho, S. H., & Kim, S. D. (2015). Non-uniform steel strip dampers subjected to cyclic loadings. Engineering Structures, 99, 192-204. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2015.04.052
Li, H. N., & Li, G. (2007). Earthquake-resistant design of RC frame with "dual functions" metallic dampers. In ASME Pressure Vessels and Piping Conference (Vol. 4286, pp. 43-53). https://doi.org/10.1115/PVP2007-26450
Maleki, S., & Mahjoubi, S. (2013). Dual-pipe damper. Journal of Constructional Steel Research, 85, 81-91. (in Persian).
Nuzzo, I., Losanno, D., & Caterino, N. (2019). Seismic design and retrofit of frame structures with hysteretic dampers: A simplified displacement-based procedure. Bulletin of Earthquake Engineering, 17, 2787-2819.
Pachideh, G., Kafi, M., & Gholhaki, M. (2020). Evaluation of cyclic performance of a novel bracing system equipped with a circular energy dissipater. Structures, 28, 467-481. Elsevier.
Qiu, C., Wang, H., Liu, J., Qi, J., & Wang, Y. (2020). Experimental tests and finite element simulations of a new SMA-steel damper. Smart Materials and Structures, 29(3), 035016.
Skinner, R. I., Heine, A. J., & Tyler, R. G. (1977, January). Hysteretic dampers to provide structures with increased earthquake resistance. In Proceedings Sixth World Conference on Earthquake Engineering, New Delhi.
Xiao, L., Li, Y., Hui, C., Zhou, Z., & Deng, F. (2022). Experimental study on mechanical properties of shear square section steel tube dampers. Metals, 12(3), 418.
Zhai, Z., Guo, W., Yu, Z., Hu, Y., & Ma, C. (2021). Seismic performance assessment of steel strip dampers equipped in high-rise steel frames. Journal of Constructional Steel Research, 177, 106437.
Zheng, J., Zhang, C., & Li, A. (2019). Experimental investigation on the mechanical properties of curved metallic plate dampers. Applied Sciences, 10(1), 269.

  • تاریخ دریافت 10 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری 13 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 26 شهریور 1403