تأثیر شرایط اتصال میراگرهای فلزی- تسلیمی U شکل بر رفتار چرخه‌ای آن‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ا یران

چکیده

میراگرهای فلزی از پرکاربردترین ابزارهای اتلاف انرژی هستند که در انواع سازه‌های ساختمانی و غیر ساختمانی نظیر پل­ ها استفاده می‌شوند. تسمه‌های فلزی U شکل یکی از این نوع میراگرهاست که از اتصال معمولاً پیچی ورق فولادی خمیده شده به شکل U  به صفحات اتصال بالا و پا یین شکل می‌گیرد. از ویژگی‌های این میراگر، تغییرمکان و شکل‌پذیری قابل ملاحظه اعضای آن تحت بارهای رفت و برگشتی است. این ابزار می‌تواند تحت بارگذاری رفت و برگشتی تک محوری درراستای تسمه قرار گیرد ویا تحت بارگذاری‌های چند محوره در راستاهای دلخواه و ازجمله عمود بر راستای تسمه قرار داشته باشد. در این پژوهش تأثیر تعداد و آرایش پیچ‌های اتصال و برخی پارامترهای ابعادی میراگر U شکل در رفتار چرخه‌ای آن موردبررسی قرارگرفته و قابلیت استهلاک انرژی آن در بارگذاری‌های رفت و برگشتی نظیر زلزله ارزیابی می‌شود. برای این منظور از شبیه سازی رفتار غیرخطی این ابزار در نرم افزار اجزای محدود آباکوس استفاده می‌شود. طبق نتایج عددی حاصل، وجود پیچ و تعداد و آرایش آن در بارگذاری عمود بر راستای تسمه U شکل می‌تواند اثرات چشمگیری بر رفتار حاصل داشته باشد؛ درحالی‌که در بارگذاری هم راستای تسمه در نظر گرفتن جزئیات پیچ و مهره در مدل‌سازی عددی و تعداد و آرایش آن تأثیر ناچیزی بر نتا ج حاصل دارد. درنهایت نشان داده می‌شود که اگر شرایط و تعداد اتصالات پیچی به درستی مدل شود، می‌توان چیدمان دایرهای این میراگر را که برای بارگذاری‌های دوجهته استفاده می‌شود، از مجموع چند حالت ساده­تر نتیجه گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effect of Connection Conditions on the Cyclic Behavior of U-shaped Metallic Yielding Dampers

نویسندگان [English]

  • J. Roshani
  • S. Bagheri
Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Eastern Azerbaijan, Iran
چکیده [English]

The metallic dampers are one of the most widely used energy dissipation devices that can be used in building and non-building structures such as bridges. U-shaped metallic strips are among these tools. The effects of some parameters such as the number and arrangement of connection bolts on the cyclic behavior and energy dissipation capability during earthquake events will be evaluated in this study using nonlinear finite element method. According to the numerical results, simulation of the bolts, and their number and arrangements have significant effects in the resultant behavior in the transverse cyclic loading.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • U-shaped Damper
  • Finite Element Method
  • Non-linear Analysis
  • Connection
  • Cyclic Behavior

مراجع

[1] J.M. Kelly, R.I. Skinner, A.J. Heine, Mechanism of energy absorption in special devices for use in earthquake resistant structures, Bulletin of N.Z. Society for Earthquake Engineering, 5(3) (1972) 63-68.
[2] R.I. Skinner, G.H. McVerry, Base isolation for increased earthquake resistance of buildings, Bulletin of N.Z. Society for Earthquake Engineering, 8(2) (1975) 93-101.
[3] D.M. Bergman, S.C. Goel, Evaluation of cyclic testing of steel-plate devices for added damping and stiffness, Report No. UMCE 87-10, University of Michigan, USA, (1987).
[4] M. Aguirre, Device for control of building settlement and for seismic protection, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 117(12) (1991) 1848-1459.
[5] M. Aguirre, A.R. Sanchez, Structural seismic damper, Journal of Structural Engineering, ASCE, 118(5) (1992) 1158-1171.
[6] M. Dolce, B. Filardi, R. Marnetto, D. Nigro, Experimental tests and applications of a new biaxial elasto-plastic device for the passive control of structures, In Forth world congress on joint sealants and bearing systems for concrete structures, ACI SP-164, Sacramento, California, (1996).
[7] K. Suzuki, A. Watanabe, E. Saeki, Development of U-shaped steel damper for seismic isolation system, Nippon Steel Technical Report, No. 92, (2005).
[8] S. Kato, Y.B. Kim, S. Nakazawa, T. Ohya, Simulation of the cyclic behavior of J-shaped steel hysteresis devices and study on the efficiency for reducing earthquake responses of space structures, Journal of Constructional Steel Research, 61 (2005) 1457-1473.
[9] S. Kato, Y.B. Kim, A finite element parametric study on the mechanical properties of J-shaped steel hysteresis devices, Journal of Constructional Steel Research, 62 (2006) 802-811.
[10] S. Maleki, S. Bagheri, Pipe damper, Part I: Experimental and analytical study, Journal of Constructional Steel Research, 66 (2010) 1088-1095.
[11] S. Maleki, S. Bagheri, Pipe damper, Part II: Application to bridges, Journal of Constructional Steel Research, 66 (2010) 1096-1106.
[12] K. Deng, P. Pan, C. Wang, Development of crawler steel damper for bridges, Journal of Constructional Steel Research, 85 (2013) 140-150.
[13] K. Deng, P. Pan, Y. Su, Y. Xue, Shape optimization of U-shaped damper for improving its bi-directional performance under cyclic loading, Engineering Structures, 93 (2015) 27-35.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 50، شماره 4
مهر و آبان 1397
صفحه 665-672

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار