مطالعه آزمایشگاهی تاثیر هندسه پره در میراگرهای تسلیمی شکافدار فولادی بر رفتار لرزه ای آنها و معرفی الگوی بهینه تحت بارگذاری چرخه ای
کیانوش نیک هوش ، محمدعلی کافی
دانشجوی دکتری مهندسی سازه،دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
چکیده :
میراگرهای تسلیمی بدلیل قیمت مناسب، جذب انرژی بالا و قابلیت تعویض پذیری آنها پس از تجربه نیروی جانبی زلزله، از اجزای پرکاربرد سازه های مقاوم در برابر زلزله محسوب میشوند. در این مقاله پس از مطالعه و مرور نتایج امار های گذشته در خصوص میراگرهای تسلیمی فولادی شکاف دار سعی شده است اثر شکل و الگوی هندسی جدید پره ها خصوص نمونه های با شکاف بیضوی، بر روی رفتار این نوع میراگرها مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. در این بررسی یک نمونه مرجع بدون شکاف(تو پر) به همراه 9 نمونه بایک ردیف پره یا شکاف، با سه الگوی هندسی و شکل مختلف پره مشتمل بر حالت ساده یا مقطع ثابت، باریک شونده خطی و باریک شونده غیرخطی با شکاف بیضوی در سه ارتفاع متفاوت مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفتند. به منظور حذف اثر ضخامت پره ها در رفتار نمونه ها، ضخامت آنها ثابت و برابر 8میلی متر انتخاب و جنس فولاد مورد استفاده در کلیه نمونه ها، از نوع St-37در نظر گرفته شد. نمونه های ذکر شده در آزمایشگاه تحت بارگذاری چرخ های قرار گرقته و با مشخص شدن منحنی های هیسترزیس نیرو- تغییر مکان، پارامترهای عیین کننده رفتاری میرا گرهای مذکور در این مطالعه محاسبه و مورد مقایسه و مطالعه قرار گرفت. سختی موثر، میرایی موثر، ظرفیت نیرویی و تغییر مکان تحت بارگذاری چرخ های از جمله پارامترهایی بودکه در این تحقیق مورد توجه قرار گرفت. نتایج مطالعه نشان داد که بطور کلی میراگربا پره های ساده دارای ضعیف ترین عملکرد و میر اگر با شکاف بیضوی دارای بهترین عملکرد میباشد. نتایج حاصله بیانگر آن است که میر اگر بیضوی بالاترین سختی موثر، بیشترین جذب انرژی و به ویژه بالاترین دوام تحت اثر بارهای چرخ های را از خود نشان میدهد. میزان افزایش سختی موثر در نمونه های با شکاف بیضوی برای تغییر مکانهای بزرگتر از 5میلیمتردر حدود 1/6برابربیشتر از نمونه های با مقطع باریک شونده خطی یکنواخت مشاهده گردید.مقدار میرایی ویسکوز معادل در محدوده تغییر مکان ذکر شده در نسبت ابعادی بهینه آنبرای نمونه با شکاف بیضوی در حدود 1/1برابرنسبت به مقطع باریک شونده خطی مشاهده شد
Authors
Ph.D student in Structural Engineering, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
10.22065/JSCE.2019.192250.1892
Abstract
By reviewing the literature on steel slit yield dampers (SSD), this study investigated and compared the effect of new strip shapes and geometric patterns on the behavior of this type of dampers. This study investigated a reference slit-less sample (solid) along with nine samples with a single row of blades or slits and three different shapes and geometric patterns, namely simple or constant cross-section, linearly tapered cross-section, and parabolic tapered cross-section with an elliptical slit at three different heights. These samples were subjected to cyclic loading in the laboratory. After determining force-displacement hysteresis curves, the important behavioral parameters of the investigated SSDs were calculated and compared. Effective stiffness, effective damping, force capacity, and displacement under cyclic loading were among the considered parameters in the current study. Results showed that dampers with simple blades and elliptical slits exhibited the poorest and best performances, respectively. Findings also indicated that the elliptical damper offered the highest effective stiffness, greatest energy absorption, and specifically the longest durability to cyclic loads. At displacements larger than 5 mm, the increase in effective stiffness of samples with an elliptical slit was roughly 1.6 times greater than that of samples with linearly tapered cross-sections. The equivalent viscous damping within the aforementioned displacement range at the optimal dimensions for a sample with an elliptical slit was roughly 1.1 times greater than that in a sample with linearly tapered cross-section.
بدون دیدگاه