بهبود رفتار لرز ه ای قابهای مهاربندی همگرا با استفاده از یک میراگر حلقه ای نوین

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• یاشار بخشایش ¹
• فرشته امامی ²

¹ گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

² گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران، معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران ، ایران

10.22067/jfcei.2025.88926.1314

چکیده

اگرچه مهاربندهای همگرا سختی و مقاومت بالایی دارند، به دلیل کمانش عضو مهاربندی تحت بارهای چرخه‌ای، ظرفیت اتلاف انرژی و شکل پذیری نامطلوبی دارند. یکی از راهکارای مناسب جهت بهبود رفتار مهاربندها استفاده از میراگرهای فولادی است. بنابراین، در این مقاله، یک میراگر حلقه ای فولادی نوین با هدف بهبود عملکرد میراگر حلقه ای معمول معرفی می‌شود. به منظور مطالعه رفتار میراگر پیشنهادی ابتدا صحت سنجی نمونه آزمایشگاهی انجام شد و سپس رفتار هیسترتیک میراگر پیشنهادی با استفاده از نرم افزار آباکوس بررسی شد. نتایج منحنی هیسترزیس نشان می‌‌دهد که میراگر پیشنهادی دارای منحنی هیسترزیس پایدار، متقارن و بدون کاهش ناگهانی سختی و مقاومت هستند. بنابراین می‌توان از آن به عنوان یک عضو شکل پذیر استفاده شود. همچنین در مقایسه با میراگر حلقه ای معمول، اتلاف انرژی و سختی میراگر پیشنهادی به طور میانگین به ترتیب 3.7 و 4.3 برابر بیشتر است. برای غلبه بر مشکلات مهاربندهای همگرا، میراگر پیشنهادی به مهاربند قطری متصل شد. نتایج نشان می‌دهد که میراگر پیشنهادی با داشتن رفتار هیسترتیک پایدار و متقارن موجب بهبود منحنی هیسترزیس مهاربند همگرا شده است و با متمرکز کردن عمده آسیب می‌تواند نقش یک فیوز سازه ای را ایفا کند. در نهایت یک تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی جهت مقایسه قاب مهاربندی همگرا با و بدون میراگر انجام شد. نتایج نشان می‌دهد میراگر پیشنهادی می‌تواند حداکثر برش پایه را به طور میانگین در حدود 94 درصد کاهش دهد. همچنین اضافه کردن میراگر پیشنهادی به قاب مهاربندی همگرا، دریفت برخی طبقات را کاهش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

• قاب مهاربندی همگرا
• میراگر فولادی
• رفتار هیسترتیک
• تحلیل چرخه ای

---

عنوان مقاله [English]

Enhancing The Seismic Behavior of Concentrically Braced Frames Using An Innovative Steel Ring Damper

نویسندگان [English]

• Yashar Bakhshayesh ¹
• Fereshteh Emami ²

¹ Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

² Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Although Concentric braces have high stiffness and strength, they develop undesirable energy dissipation capacity and ductility due to the bracing member buckling under cyclic loading. Using steel dampers is one of the appropriate methods to improve the braces behavior. Therefore, in this paper an innovative steel ring damper is introduced to improve the performance of conventional ring dampers. In order to study the behavior of the proposed damper, first the verification of the experimental specimen was performed, and then the hysteretic behavior of the proposed damper was investigated using Abaqus. The hystereretic curves demonstrate that the proposed damper has a stable and symmetric hysteresis curve without stiffness and strength degradation. Therefore, it can be used as a ductile member. Also, in comparison with the conventional ring damper, the energy dissipation and stiffness of the proposed damper are on average 3.7 and 4.3 times greater, respectively. To overcome the disadvantages of concentric braces, the proposed damper was installed on the diagonal brace. The results indicate that the proposed damper, with its stable and symmetric hysteretic behavior, has enhanced the hysteresis curve of the concentric braces and can play a role of a structural fuse due to the concentration of most of the damage. Finally, a nonlinear time-history analysis was conducted to compare the concentrically braced frame with and without a damper. The results show that the proposed damper can decrease the maximum base shear about 94% on average. Also, adding the proposed damper decreases the story drift of some stories.

کلیدواژه‌ها [English]

• Concentrically Braced Frame
• Steel Damper
• Hysteretic Behavior
• Cyclic Analysis