کاربرد یک میراگر لوله‌ای شکاف‌دار جدید با مقطع استوانه‌ای در کاهش ارتعاشات لرزه‌ای سازه‌ها

در این تحقیق، نوع جدیدی از یک میراگر فولادی شکاف دار معرفی می شود که می تواند به صورت بادبند در سازه ها نصب شود. این میراگر از سه لوله استوانه ای توخالی که در داخل هم قرار گرفته اند تشکیل شده است. در جداره لوله میانی چندین شکاف ایجاد شده است که در اثر تحریکات زلزله و ایجاد نیروی محوری در بادبندها، باریکه های ایجاد شده بین این شکاف ها تسلیم شده و انرژی مستهلک می شود. لوله های داخلی و خارجی در میراگر از تغییر شکل خارج از صفحه لوله میانی جلوگیری می کنند. همچنین، در دیواره لوله های داخلی و خارجی چندین سوراخ لوبیایی تعبیه شده است تا جابجایی حداکثر دستگاه را محدود کرده و از تغییر شکل بیش از حد باریکه های شکاف ها جلوگیری کنند. سادگی ساخت این میراگر نسبت به میراگرهای مشابه و نیز در دسترس بودن و سهولت بازرسی آن ها از مزایای این سیستم است. در این تحقیق، این میراگر شکاف دار جدید ابتدا در نرم افزار abaqus مورد تحلیل قرار گرفته و منحنی هیسترزیس آن به دست آمد. سپس برای بررسی اثر این دستگاه در جذب انرژی زلزله و کاهش پاسخ سازه ها، مدل یک سازه 5 طبقه که براساس آیین نامه 2800 طراحی شده بود، در نرم افزار sap2000 ایجاد گردید. آن گاه این سازه، در حالت مجهز شده به میراگر و بدون آن، تحت ارتعاشات پایه مربوط به سه زلزله السنترو، کوبه و طبس قرار داده شده و تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی بر روی آن انجام گرفت. نتایج حاصل از این تحلیل های عددی نشان دادند که میراگر معرفی شده تاثیر قابل ملاحظه ای در جذب انرژی زلزله های وارده و همچنین کاهش دریفت طبقات و برش پایه داشته است.

Application of a New Cylindrical Slit Damper for Mitigation of Structural Vibrations

This study introduces a new kind of steel slit damper which can be installed diagonally in steel frames as a bracetype vibration damper. This new damper consists of three standard cylindrical tubes which have been placed inside of each other. On the middle tube wall, several long slotted holes are created in a manner that under seismic excitation, axial forces are created in the braces and then by its transmission to the tubes, narrow strips between these long slotted holes are yielded and therefore energy is dissipated through shear/flexural yielding. The inner and the external tubes will prevent the out of plane deformation of the middle tube. For fixing these tubes to each other and limiting the forward and backward movement of the middle tube, two long slotted holes have been created on the tubes walls. In comparison to the other available bracetype dampers, such as buckling restrained brace, this damper is simpler and costs less. The yielding part of this modified damper can be easily inspected after an earthquake. This damper was analyzed in ABAQUS and its hysteresis curve and the effects of its mechanical characteristics such as strip length, strip depth, strip thickness were obtained. For checking the effectiveness of device in mitigation of structural responses, the model of a 5story frame, which was already designed under Iranian 2800 seismic code, was created in SAP2000. Then this structure, with and without damper was analyzed under different ground motions such as Tabas, Kobe and Elcentro. The results were indicating that the lateral displacements and the base shears of the multistory building have been significantly reduced