میراگر فلزی پوسته‌ای تودرتو با رویکرد بهبود در رفتار هیسترزیس

با بهره‌گیری از ایده‌ی مهار سازه‌ها با استفاده از ابزارهای میراکننده‌ی انرژی زلزله، میراگر نوینی به نام میراگر پوسته‌ای تودرتوی ناهم‌راستا توسط نگارندگان این پژوهش پیشنهاد شده است. ساختمان این میراگر از یک پوسته‌ی استوانه‌ای بزرگ فلزی که سه پوسته‌ی استوانه‌ای کوچک را در برگرفته است، ساخته شده است. برای ساخت این میراگر از روش‌های جوشکاری یا ریخته‌گری فلز می‌توان بهره‌ برد. چیدمان عضوهای پوسته‌ای این میراگر در فرایند بارگذاری لرزه‌ای می‌توانند به‌سان فنرهای فرابازگشتی با ترکیب سری و موازی سبب بالارفتن عملکرد دستگاه شوند. برای ارزیابی عملکرد دستگاه، مدل‌هایی از این میراگر به روش آنالیز عددی (اجزا محدود) آنالیز و داده‌های بدست آمده با دو نمونه‌ی آزمایشگاهی هم‌سنجی شده است. نمودارهای چرخه‌ای بدست آمده از آزمایش در هم سنجی نتایج عددی به کارگرفته شده است تا داده های مهم مکانیکی مانند میرایی، سختی موثر و نیروی تسلیم که برای استفاده از میراگرها در سازه ها مورد نیاز است از آنالیز عددی معتبر بدست آید. دراین پژوهش برای ارتقا در عملکرد دستگاه و اندرکنش بیشتر عضوهای داخلی این میراگر، نسبتی برای ضخامت پوسته‌ها پیشنهاد شده است و با تحلیل های عددی، سودمندی درنظر گرفتن این نسبت در ضخامت عضوهای داخلی میراگر با ارزیابی داده های مکانیکی بدست آمده و مقایسه آنها با نمونه های ابتدایی به اثبات رسیده است. همچنین در نمودارهای چرخه‌ای بارگذاری که از تحلیل های عددی بر روی این میراگر ارتقا یافته حاصل شده است، نتایج مناسب تری در میرایی انرژی و سایر ویژگی های مکانیکی برای این میراگر به دست آمده است.

The Nested-Eccentric-Shells Damper with an Improved Approach to Increasing Hysteresis Behavior

In this study, by the concept of control structures, a new shell configuration is designed for steel energy dissipative devices. This device is proposed for the protection of structures against earthquake forces. This device is named a nestedeccentricshells damper (NESD). This damper is made of a large cylindrical shell that surrounded three small cylindrical shells. The conventional methods of welding or metal casting can be applied in constructing the NESD. The configuration of the shelltype components is designed in such a way that to be able as a combination of series and parallel springs. To assess the performance of this damper, numerical analysis, and fullscale testing are applied. Hysteretic loops obtained from the analysis with highly ductile performance are applied to determine the behavior of this proposed damper. The results indicate that the nestedeccentricshells damper is of a stable behavior in hysteretic loops, and can provide appropriate damped energy subject to cyclic loading. However, to improve the performance and interaction of the internal members of this damper, a thickness ratio modification is proposed for the inner shells. The effectiveness and the usefulness of this modification in the numerical analysis have been proven in this study.