|
|
|
|
رفتار چرخهای یک نوع مهاربند کمانشتاب مرکزگرا (رویکرد آزمایشگاهی)
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
یزدانی محمد ,تسنیمی عباسعلی
|
|
منبع
|
علوم و مهندسي زلزله - 1403 - دوره : 11 - شماره : 3 - صفحه:43 -56
|
|
چکیده
|
در زمینه کنترل لرزهای سازهها، سیستمهای کنترل غیرفعال و در راس آن میراگرهای فلزی به لحاظ سادگی ساخت، ارزان و در دسترس بودن و همچنین عدم نیاز به نیروی محرک خارجی، ابزاری مناسب برای مستهلک کردن انرژی ورودی به سازهها هستند. یکی از مکانیسمهای جذب انرژی در میراگرهای فلزی، استفاده از ظرفیت محوری است. این پژوهش نوع جدیدی از مهاربندهای کمانشتاب را ارائه داده است که در آن، در هر سیکل، المانهای مستهلک کننده انرژی بهصورت فشاری و با تکیه بر ظرفیت محوری خود نیروی وارد شده را تحمل میکنند. در این میراگر، بهجای استفاده از یک المان، از اعضای دندانهای شکل استفاده شده است که با ایجاد طولهای متفاوت در آن و تاخیر در شکلگیری مودهای کمانشی، منحنیهای پلکانی در نمودار پاسخ سیستم پیشنهادی مشاهده شده است. نتایج نشان داده است که سیستم پیشنهادی در جابهجایی محوری 35 میلیمتر، نیروی 348.6+ و 347.6- کیلونیوتن را در هر یک از جهتهای رفتوبرگشت تحمل کرده است. بهمنظور حذف جابهجاییهای پسماند سیستم، از فنر بهعنوان المان تامینکننده مرکزگرایی استفاده شده است که جابهجایی سیستم را به میزان 68.8 و 67.4 درصد نسبت به جابهجایی نهایی آن کاهش داده است. همچنین برای ارزیابی عملکرد بهینه سیستم، میزان انرژی جذب شده و ضریب میرایی ویسکوز معادل آن بر اساس نمودار بار-تغییرمکان چرخهای به ترتیب برابر 35.25 کیلوژول و 46 درصد بهدست آمده است که نشاندهنده عملکرد مناسب سیستم پیشنهادی است.
|
|
کلیدواژه
|
مهاربند کمانش تاب، استهلاک انرژی، میراگر تسلیم شونده، خاصیت مرکزگرایی، کنترل غیرفعال
|
|
آدرس
|
دانشگاه تربیت مدرس, دانشکده مهندسی عمران و محیطزیست, ایران, دانشگاه تربیت مدرس, دانشکده مهندسی عمران و محیطزیست, گروه مهندسی سازه, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
tasnimi@modares.ac.ir
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cyclic behavior of the new self-centering buckling restrained brace (experimental approach)
|
|
|
|
|
Authors
|
yazdani mohammad ,tasnimi abbas ali
|
|
Abstract
|
to mitigate the input energy of the earthquake, numerous vibration control systems have been broadly proposed. the vibration control system can be categorized as passive, active, semi-active, and hybrid. the metallic dampers as a passive vibration control system because of their simple construction and configuration, low cost, availability, high efficiency, rate-independent, resistance to ambient temperature, and require no external energy, are an appropriate and economical control system in structures to mitigate the input energy of the earthquake. metallic dampers can control the system and absorb the input energy of the earthquake through a shear, flexural, axial, and torsional capacity of the metal element. different configurations of the metallic damper have been proposed. one of the energy-absorbing mechanisms of the metallic damper is using axial capacity. this paper proposed a new type of buckling restrained brace. energy dissipating elements of this damper withstand applied force through the compressive strength of the core plates in each cycle. the proposed damper consists of four comb-teeth elements instead of one consistent element. each comb-teeth element with a rectangular section of 20×8 mm consists of three narrow straps with different lengths of 390, 386 and 382 mm to make a jump in the hysteric response curve by making lag in the formation of the buckling mode shapes. these comb-teeth elements were welded to two positions on both sides of the middle plate. the middle plate’s height, width, and thickness are 500, 400 and 30 mm, respectively. the proposed damper carried out the axial load through the displacement of this plate. twelve restraining elements with a section of 30×20 mm and a length of 830 mm were used to prevent global buckling of each strap of the comb-teeth damper. for this purpose, twelve grooves have been created on the middle plate and the restraining members passed through it. also, to prevent the residual displacement of the system, six parallel springs with an equivalent stiffness of 2316 n/mm were used as a self-centering system on each side of the middle plate. by applying force to the middle plate, the pre-compressive springs provide self-centering force and bring the middle plate to the initial position. finally, two end plates as reaction plates with a section of 300×200 mm and a thickness of 20 mm were bolted to the cross-section of the restraining members by using 10 mm high-strength grade 12.9 bolts. the springs are placed inside the pipes and between the middle plate and end plate. both ends of the springs stay free. also, to prevent the lateral displacement of the restraining members perpendicular to the length of the straps, 48 batten plates were used. these batten plates were bolted by using 8 mm high-strength grade 12.9 bolts at two positions from each end of the restraining members. the whole length of the proposed damper is 870 mm. the 1000kn-capacity servo-controlled hydraulic jack was used to experimentally determine the hysteretic behavior of the proposed damper. experimental results indicate that the proposed system experienced the maximum axial load of 348.6 kn and -347.6 kn in the back-and-forth direction of applied load at the same axial displacement of 35 mm. the results show that the damper experienced a residual displacement of 10.9 and -11.4 mm at the end of the test, so using springs eliminates the residual displacement up to 68.8% and 67.4%, respectively. also, to evaluate the performance of the proposed system, energy absorbing capacity and the equivalent viscous damping coefficient were calculated 35.25 kj and 46% based on the load-displacement curve, respectively. as expected, the failure modes of the core plates of the proposed damper concentrated on buckling modes in the weak and strong axes. it is worth noting that all the systems exhibited satisfactory performance without any instability during the test.
|
|
Keywords
|
buckling restrained brace ,energy dissipation ,yielding damper ,self-centering ,passive control
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|