ارزیابی لرزه‌‌ای ساختمان‌‌های فولادی بهسازی شده با میراگر الحاقی بیضی ‌‌گون

به‌‌کارگیری کنترل غیرفعال یکی از روش‌‌های موثر در کاهش تقاضای لرزه‌‌ای سازه‌‌ها می‌‌باشد. در دهه‌‌های اخیر انواع مختلفی از میراگرهای غیرفعال از قبیل میراگرهای فلزی تسلیم شونده با هدف بهبود رفتار لرزه‌‌ای در ساخت و سازهای جدید یا بهسازی ساختمان‌‌های موجود توسعه یافته‌‌اند. هدف اصلی این تحقیق معرفی یک میراگر فلزی جدید بیضی‌‌گون جهت بهبود عملکرد لرزه‌‌ای ساختمان‌‌های فولادی موجود می‌‌باشد. با توجه به تاثیر پارامترهای هندسی میراگر بیضی‌‌گون بر رفتار لرزه‌‌ای ساختمان بهسازی شده، بررسی دقیق عددی بر روی میراگرها با نسبت‌‌های مختلف قطر به ضخامت و همچنین ابعاد و نحوه استقرار دیافراگم برشی صورت گرفته است. برای ارزیابی لرزه‌‌ای میراگر پیشنهادی در بهسازی ساختمان‌‌ها با مشخصات دینامیکی متفاوت (ساختمان‌‌های کوتاه، میان و بلند مرتبه) از سه سازه مبنای 3، 9 و 20 طبقه استفاده شده است. همچنین جهت بررسی عملکرد لرزه‌‌ای میراگر بیضی‌‌گون در پهنه‌‌های مختلف با لرزه‌‌خیزی متفاوت، در تحلیل‌‌های دینامیکی، شتاب نگاشت‌‌های حوزه دور و نزدیک به کار‌‌گرفته شده است. در این پژوهش پس از انجام صحت‌‌سنجی در نرم‌‌افزارabaqus ، رفتار لرزه‌‌ای قاب‌‌های ساختمانی بهسازی شده با میراگر بیضی‌‌گون پیشنهادی با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی در نرم‌‌افزار sap2000، ارزیابی شده است. نتایج تحلیل‌‌های عددی بیانگر عملکرد مناسب میراگر فلزی پیشنهادی در استهلاک انرژی القایی زلزله به سازه و کاهش پاسخ‌‌های لرزه‌‌ای ساختمان‌‌های بهسازی شده می‌‌باشد. همچنین متوسط حداکثر تغییرمکان نسبی بین طبقه‌‌ای تحت اثر4 شتاب نگاشت حوزه دور و نزدیک در ساختمان‌‌های مبنای 3، 9 و 20 طبقه، به ترتیب به میزان 71، 78 و 51 درصد کاهش یافته است.

seismic evaluation of steel structures retrofitted with supplemental elliptical damper

in the recent past, the application of various types of passive dampers (e.g., yielding metallic dampers) has become a common practice for improving seismic performance of the under construction buildings and rehabilitation of existing constructions. in this study, a new elliptical metallic damper was introduced to improve the seismic behavior of existing steel structures. among other parameters, geometrical characteristics are known to affect the seismic performance of the constructions rehabilitated with the proposed elliptical damper. accordingly, the performance of the proposed damper was investigated through accurate numerical studies on various types of dampers considering various damper dimensions, ellipse major and minor axes length to plate thickness ratios, and placements of elliptical shear diaphragm. to study the proposed elliptical damper in terms of its effect on the seismic behavior of rehabilitated buildings, three benchmark structures with 3, 9, and 20 stories were used. further, far field and near field earthquake records were used to undertake nonlinear dynamic analyses. in this work, the proposed elliptical damper was verified by the abaqus finite element software, and nonlinear time history analyses were conducted in the sap2000 software to check for seismic performance of rehabilitated structural frames with the considered damper. results of the nonlinear dynamic analyses indicated the appropriate performance of the proposed elliptical damper in terms of reducing the seismic responses of the rehabilitated structures and suitable behavior of the proposed elliptical damper in dissipating the imposed earthquake energy to the structures. based on these results, upon rehabilitation with the proposed damper, the 3 , 9 , and 20 story structures exhibited smaller maximum lateral roof displacements by 66, 64, and 31%, respectively.