فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

ارزیابی تاثیر طرح پیشنهادی میراگر لوله‌ای با سختی متغیر در بهبود پاسخ‌ دینامیکی قاب‌های خمشی فولادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
یاشار هدائی‌پور 1
عادل فردوسی 2
یوسف حسین زاده 3
لیلا حسین زاده 4
1 دانشجوی دکتری عمران-سازه، گروه عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
2 استادیار، گروه عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران مرکز تحقیقات رباتیک و فناوری های نرم، واحد تبریز، دانشگاه
3 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
4 استادیار، گروه عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
10.48303/bese.2025.2045844.1212
چکیده
کنترل غیرفعال سازه‌ها از سیستم‌های کنترل لرزه‌ای متداولی هستند که توسط پژوهشگران و مهندسان همواره در حال توسعه می‌باشند. میراگرهای فلزی تسلیم‌شونده که زیرمجموعه کنترل‌های غیرفعال هستند با استفاده از خواص هیسترتیک مصالح، استهلاک انرژی نیروهای وارده را به عهده دارند. میراگرهای تسلیمی چندسطحی، توسعه یافته میراگرهای فلزی تسلیم‌شونده محسوب می‌شوند. در این مقاله رفتار طرح پیشنهادی میراگر لوله‌ای دو سطحی در بهبود پاسخ‌های دینامیکی قاب‌های خمشی فولادی مورد بررسی قرار گرفته و سه ساختمان 4، 8 و 12 طبقه برای بررسی تأثیرات افزودن میراگر به قاب‌های فولادی توسط نرم‌افزار SAP2000 تحلیل گردیده‌اند. با توجه به انتخاب رکوردهای مختلف زلزله‌ از لحاظ محتوای فرکانسی و مؤلفه‌های دینامیکی، نتایج به‌دست‌آمده بهبود پاسخ‌های دینامیکی قاب‌های خمشی فولادی با استفاده از رفتار متغیر میراگر را نشان می‌دهد به‌طوری‌که این بهبود با توجه به محتوای فرکانسی وارده به سازه‌ها از هر زمین‌لرزه متفاوت است. ملاحظه شده است که افزودن میراگر مذکور به‌طور متوسط باعث کاهش 69، 61 و 46 درصدی مقادیر بیشینه تغییر مکان جانبی، کاهش برش پایه در حدود 63، 78 و 81 درصدی و کاهش بیشینه شتاب بام در حدود 24، 19 و 29 درصدی به ترتیب در سازه‌های 4، 8 و 12 طبقه بوده است.
کلیدواژه‌ها
تحلیل دینامیکی
استهلاک انرژی
میراگر لوله‌ای
سختی متغیر
موضوعات
Abdollahiparsa, H., Mahboubi, B., Zohari, A., & Abdollahiparsa, S. (2020). Seismic behavior of braced steel frames with pipe dampers. Advances in Structural Engineering, 24(8), 1526-1538. https://doi.org/10. 1177/1369433220981653
Abdollahpour, A., & Zahrai, M. (2023). Two-level control system of toggle braces having pipe damper and rotational friction damper. Structural Engineering and Mechanics, 86(6), 739-750. https://doi.org/10.12989/ sem.2023.86.6.739
Andalib, Z., Kafi, M., Bazzaz, M., & Momenzadeh, S. (2018). Numerical evaluation of ductility and energy absorption of steel rings constructed from plates. Engineering Structures, 169, 94-106. https://doi.org/ 10.1016/j.engstruct.2018.05.034
Andalib, Z., Kafi, M., Kheyroddin, A., & Bazzaz, M. (2014). Experimental investigation of the ductility and performance of steel rings constructed from plates. Journal of Constructional Steel Research, 103, 77-88. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2014.07.016
Applied Technology Council. (2009). Quantification of Building Seismic Performance Factors (FEMA P-695). Washington, D.C.: Federal Emergency Management Agency.
Bazzaz, M., Kafi, M., Kheyroddin, A., Andalib, Z., & Esmaeili, H. (2014). Evaluating the seismic performance of off-centre bracing system with circular element in optimum place. International Journal of Steel Structures, 14(2), 293-304. https://doi.org/ 10.1007/s13296-014-2009-x
Beheshti-Aval, B., Mahbanouei, H., & Zareian, F. (2013). A hybrid friction-yielding damper to equip concentrically braced steel frames. International Journal of Steel Structures, 13(4), 577-587. https://doi.org/10.1007/s13296-013-4001-2
 Behzadfar, Maleki, A., & Lotfollahi, M. A. (2020). Improved seismic performance of chevron brace frames using multi-pipe yield dampers. Journal of Rehabilitation in Civil Engineering, 8(4), 137-155. https://doi.org/10.22075/jrce.2020.19792.1383
Cheraghi, A., & Zahrai, M. (2017). Cyclic testing of multi-level pipe in pipe damper. Journal of Earthquake Engineering, 23(10), 1695-1718. https://doi.org/ 10.1080/13632469.2017.1387191
Cheraghi, A., & Zahrai, M. (2019). Performance evaluation of yielding pipe in pipe damper by using incremental dynamic analysis. Journal of Structural Steel, 13(25), 5-15 (in Persian). http://dorl.net/dor/20. 1001.1.1735515.1398.1398.25.2.6
Computers and Structures, Inc. (2000). SAP2000: Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures-Analysis Reference. Berkeley, CA: Compu-ters and Structures, Inc.
Dassault Systèmes Simulia Corp. (2019). ABAQUS/Standard User's Manual (Version 2019). Providence, RI: Dassault Systèmes.
Gorji, M., Abdolmaleki, H., & Gorji, A. (2020a). Numerical and analytical investigation of cyclic behavior of steel ring dampers (SRDs). Thin-Walled Structures, 151, 106751. https://doi.org/10.1016/ j.tws.2020.106751
Gorji, M., Gorji, A., & Abdolmaleki, H. (2020b). Cyclic behavior of an energy dissipation system with steel dual-ring dampers (SDRDs). Journal of Constructional Steel Research, 172, 106145. https:// doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.106145
Guo, W., Chen, X., Yu, Y., Bu, D., Li, S., Fang, W., Wang, X., Zeng, C., & Wang, Y. (2021). Development and seismic performance of bolted steel dampers with X-shaped pipe halves. Engineering Structures, 239, 112327. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021. 112327
Guo, W., Wang, X., Yu, Y., Chen, X., Li, S., Fang, W., Zeng, C., Wang, Y., & Bu, D. (2020). Experimental study of a steel damper with X-shaped welded pipe halves. Journal of Constructional Steel Research, 170, 106087. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.106087
He, Z., & Chen, Q. (2020). Upgrading the seismic performance of underground structures by introducing lead-filled steel tube dampers. Tunnelling and Underground Space Technology, 108(3), 103727. https://doi.org/10.1016/j.tust.2020.103727
Hodaipour, Y., Ferdousi, A., Hosseinzadeh, Y., & Hosseinzadeh, L. (2025). Experimental and analytical investigation of cyclic behavior of an innovative multilevel control damper. Journal of Structural  Design and Construction Practice, 30(3), 04025058. https://doi.org/10.1061/JSDCCC.SCENG-1738
Ismail, M. (2019). An elastoplastic bracing system for structural vibration control. Engineering Structures, 200, 109671. https://doi.org/10.1016/j.engstruct. 2019.109671
Jarrah, M., Khezrzadeh, H., Mofid, M., & Jafari, K. H. (2019). Experimental and numerical evaluation of piston metallic damper (PMD). Journal of Constructional Steel Research, 154, 99-109. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2018.11.024
Lahooti, A., Sayari, A., & Manie, S. (2020). Cyclic behavior of pipe dampers reinforced with high-performance fiber-reinforced cementitious composite (HPFRCC) materials. Jordan Journal of Civil Engineering, 14(2).
Li, H., Du, Y., Han, J., Li, F., & Chi, P. (2024). Experimental and numerical study of low-yield-point steel corrugated pipe dampers. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 180, 108615. https://doi. org/10.1016/j.soildyn.2024.108615
Mahjoubi, S., & Maleki, S. (2016). Seismic performance evaluation and design of steel structures equipped with dual-pipe dampers. Journal of Constructional Steel Research, 122, 25-39. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.01.023
Mahyari, S., Riahi, H., & Hashemi, M. (2019). Investigating the analytical and experimental performance of a pure torsional yielding damper. Journal of Constructional Steel Research, 161, 385-399. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2019.07.010
Maleki, S., & Bagheri, S. (2010a). Pipe damper, Part I: Experimental and analytical study. Journal of Constructional Steel Research, 66(8-9), 1088-1095. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2010.03.010
Maleki, S., & Bagheri, S. (2010b). Pipe damper, Part II: Application to bridges. Journal of Constructional Steel Research, 66(8-9), 1096-1106. https://doi.org/10. 1016/j.jcsr.2010.03.011
Maleki, S., & Mahjoubi, S. (2013). Dual-pipe damper. Journal of Constructional Steel Research, 85, 81-91. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2013.03.004
Maleki, S., & Mahjoubi, S. (2014). Infilled-pipe damper. Journal of Constructional Steel Research, 98, 45-58. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2014.02.015
Masoumi, A., & Preciado, A. (2021). Experimental and analytical investigations of enhanced semi-rigid connections with dual pipe dampers. Structures, 33. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.06.106
Moaddab, E., & Tizhoosh, H. (2021). Experimental and numerical evaluation of new pipe damper with two-level performance. Journal of Structural and Construction Engineering, 8(40), 75-95 (in Persian). https://doi.org/10.22065/jsce.2019.171319.1780
Reisi, A. R., Mirdamadi, H. R., & Rahgozar, M. A. (2021). The nested-eccentric-shells damper with an improved approach to increasing hysteresis behavior. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 53(1) (in Persian). https://doi.org/10.22060/ceej.2020.18975. 7013
Sheikhi, J., & Fathi, M. (2020). Natural rubber bearing incorporated with steel ring damper (NRB SRD). International Journal of Steel Structures, 20(1), 23-37. https://doi.org/10.1007/s13296-019-00267-7
Zahrai, M., & Cheraghi, A. (2017). Improving cyclic behavior of multi-level pipe damper using infill or slit diaphragm inside inner pipe. Structural Engineering and Mechanics, 64(2), 195-204. https://doi.org/10. 12989/sem.2017.64.2.195
Zhong, G., He, Z., Chen, H., & Zhou, Y. (2023). Seismic performance of end-reinforced steel pipe dampers: Laboratory test and numerical investigation. Journal of Constructional Steel Research, 208, 107994. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2023.107994

  • تاریخ دریافت 29 آبان 1403
  • تاریخ بازنگری 05 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 21 تیر 1404