مطالعه پاسخ پسماند قاب‌های خمشی فولادی مجهز به میراگرهای تسلیمی tadas تحت اثر تحریکات لرزه‌ای

این مقاله به ارزیابی رفتار لرزه‌ای سازه‌های فولادی مجهز به میراگرهای تسلیمی tadas با تاکید بر پاسخ پسماند جهت بهسازی لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی اجراشده می‌پردازد. برای این منظور، پاسخ سه قاب خمشی فولادی با شکل‌پذیری ویژه و با تعداد طبقات 3، 9 و 20 با و بدون میراگر تحت اثر 11 شتاب‌نگاشت مقیاس شده دور از گسل به روش تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی با در نظر گرفتن آثار زوال سختی و مقاومت و با تاکید بر پاسخ پسماند مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، جابجایی‌های نسبی بین طبقه‌ای پسماند به‌طور میانگین در سازه کوتاه مرتبه بین 75 تا 80 درصد، در سازه میان مرتبه 15 تا 85 درصد و در سازه بلند مرتبه 30 تا 80 درصد در طبقات مختلف کاهش نشان می‌دهد. به‌علاوه، جابجایی حداکثر در سازه 3 طبقه به‌طور میانگین حدود 50 درصد و در سازه‌های 9 و 20 طبقه حدود 10 تا 40 درصد کاهش نشان می‌دهد. نسبت میانگین جابجایی پسماند به جابجایی حداکثر نیز در هر سه سازه به ترتیب بین 50 تا 65 درصد، 50 تا 55 درصد و 20 تا 50 درصد کاهش داشته است. با افزایش تعداد طبقات، میراگرها تاثیر کمتری در کاهش پاسخ‌ها و بهبود عملکرد سازه‌ها نشان می‌دهند. نتایج نشان می‌دهد که تعبیه میراگر منجر به کاهش آثار مدهای بالاتر در سازه‌های بلند و یکنواختی بیشتر در توزیع تقاضاهای تغییر شکل غیرخطی در ارتفاع می‌شوند. نتایج تحلیل‌ها و مقایسه پاسخ‌ها با حدود عملکردی مبتنی بر جابجایی پسماند در نشریه fema p58، نشان می‌دهد که سازه‌های مجهز به میراگرهای tadas، تاب‌آوری لرزه‌ای بیشتری نسبت به قاب‌های بدون میراگر دارند.

Study on Residual Response of Steel Moment Frames Equipped with TADAS Yielding Devices Subjected to Seismic Excitations

Recent approaches in seismic design of structures appreciate a lot of the utilization of structural control systems and energy absorbing devices as a means of reduce the damage caused by earthquakes. Due to their efficiency and appropriate seismic response assessment, TADAS metal dampers are a kind of the energy absorbing systems in passive structural control drawn many researchers and structure designers’ attention in order to design new structures and improve seismic performance of existing structures. Growing increase of the utilization of this kind of systems in many countries around the world, such as Japan and U.S., beside the compilation of regulations and building codes in relation to these systems demonstrate the tendency of engineering society to benefit from this simple technology. It is very important, in structure studies after earthquakes, to recognize residual displacement and permanent deformations of structures in order to determine their remaining capacity and extent of damage incurred due to the earthquake. This will be a decisive factor in rehabilitation and repair possibility or destruction necessity of structures. The present research studies the residual displacements behavior of steel moment frames equipped with TADAS yielding devices. For this purpose, SAC steel moment frames with 3, 9 and 20 stories have been used, and structural responses including residual displacements, maximum displacement, relativestory displacement and maximum absolute acceleration have been evaluated by dint of SAP2000 features in nonlinear static and dynamic timehistory analyses utilizing 11 farfield seismic records, scaled by methods based on 2800 standard rules and ASCE 710 instructions. Results show that, on average, the maximum residual interstory drifts are reduced 75% to 80%, 15% to 85% and 30% to 80% for the 3, 9 and 20story models, respectively. In addition, on average, the maximum displacements are reduced approximately 50% for the 3story model and 10% to 40% for both 9 and 20story models. The ratio of residual to maximum displacements are reduced 50% to 65%, 50% to 55% and 20% to 50% for the three models, respectively. Results reveal that the effectiveness of TADAS dampers in reducing the responses and enhancing the seismic performance of building frames are reduced with increasing the height of the structure. Incorporating TADAS dampers also results in more uniform distribution of seismic displacement demands through the height of the structure. Results of this study and comparing the responses with performance limit states defined in FEMA P58 based on the amount of residual deformations demonstrate that structures equipped with TADAS dampers are more seismic resilient than nonequipped structures.