بررسی منحنی های شکنندگی در قاب های مهاربندی شورون و قطری با میراگر ویسکوز با استفاده از شتاب نگاشتهای مقیاس شده توسط یک الگوریتم فراابتکاری

صداقت شایگان, داود; لرک, علیرضا; هاشمی, سید امیرحسین

doi:10.22065/jsce.2019.144611.1642

بررسی منحنی های شکنندگی در قاب های مهاربندی شورون و قطری با میراگر ویسکوز با استفاده از شتاب نگاشتهای مقیاس شده توسط یک الگوریتم فراابتکاری

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ داشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، ایران

² دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد صفادشت، ایران

³ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین، ایران

10.22065/jsce.2019.144611.1642

چکیده

در صورت طراحی و استفاده مناسب از میراگر های سیال ویسکوز درقاب های ساختمانی می توان نسبت به افزایش کارایی و عملکرد این قاب ها اطمینان بیشتری حاصل کرد. به این منظور دراینجا دو نوع بسیارپرکاربرد از قابهای مهاربندی فولادی شورون و قطری با تجهیز به میراگر سیال ویسکوز مورد مطالعه قرار گرفته است .تمامی مشخصات ابعادی و نیز مشخصات مقاطع و مصالح مورد استفاده برای تیرها، ستونها و مهاربندهای مدلهای قاب، مشابه درنظر گرفته می شود .با کمک نرم افزار توانمندopen-sees قاب های مورد نظر به صورت دو بعدی مدل سازی شده و تحت 15 شتابنگاشت حوزه های دور و نزدیک زلزله که بکمک یک الگوریتم فراابتکاری مقیاس شده اند، بارگذاری می شوند. از آنجا که میراگرهای ویسکوز، بعلت وابستگی به سرعت تحریک در اثر حرکت زمین و داشتن رابطه نیرو تغییرمکان غیرخطی، ذاتاً نیازمند به انجام تحلیل های دینامیکی غیرخطی می باشند. لذا تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی افزایشی جهت مطالعه رفتار لرزه ای مدل های قاب فولادی و دستیابی به منحنی های شکنندگی انتخاب می گردد. نتایج مطالعه حاضر بیانگر این واقعیت است که بکارگیری میراگرهای ویسکوز در قابهای فولادی متعارف، موجبات کاهش قابل ملاحظه پاسخهای سازه ای (مانند نیروهای برشی پایه، جابجایی ها، شتابها، میزان پلاستیک شدگی اعضای اصلی سازه) و نیز افزایش قابل توجه انرژی مستهلک شده بصورت ویسکوز در سازه را فراهم می آورد. همچنین می توان این سیستم را برای تامین سطح عملکرد استفاده بدون وقفه در قاب های ساختمانی پیشنهاد داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

دینامیک سازه، زلزله و لرزه شناسی

عنوان مقاله [English]

The assessment of fragility curves of the Application of diagonal and chevron viscous damper in steel structures using a metaheuristic algorithm for modification of ground motions

نویسندگان [English]

davood sedaghat shayegan ¹
Alireza Lork ²
Seyed amir hossein Hashemi ³

¹ Department of civil engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin , Iran

² Department of civil engineering, Safadasht Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

³ Department of civil engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran

چکیده [English]

A proper design of viscous fluid dampers can assure us more efficiency and improvement of structural frames performance. For this purpose, these two common types of steel bracing frames of chevron and diagonal, equipped with viscous fluid dampers, are going to be analysed in this essay. All dimensional specifications, as well as the specifications of the cross sections and materials used for the beams, columns, and braces of the frame models, are considered as similarities. With the assist of the powerful Open-Sees software, considered frames are modelled in a two-dimensional form and loaded under 15 ground motions of the near-fault and far fault earthquake. These ground motions are modified by a metaheuristic algorithm. Since the viscous dampers depend on the speed of the excitement as a result of the motion of the earth and having a non-linear force-displacement relationship, they require performing nonlinear dynamic analysis, so Incremental Dynamic Analysis is selected for obtaining fragility curves. The results of this study show that using the viscous dampers in conventional steel frames would cause significant reductions in structural responses (such as base shear forces, displacements, accelerations and rate of plasticity of the main members of the structure) and also noticeable increase in dissipated energy in a viscous form. This system could also be suggested for immediate occupancy performance level.

کلیدواژه‌ها [English]

Chevron bracing
Dagonal bracing
Viscous fluid damper
Nonlinear dynamic analysis
Fragility curve
Metaheuristic algorithm

مراجع

[1] Mansoori MR, Nasseri H and Moghadam A. (2011). Experimental and Analytical Study of Asymmetric Structures with Different Viscous Damper Distribution. Civil Engineering Infrastructures Journal, 45 (2), 233-245.

[2] Fanaie N and Ezzatshoar S. (2014). Studying the seismic behavior of gate braced frames by incremental dynamic analysis (IDA). Journal of Constructional Steel Research, 99(1), 111–120.

[3] Vamvatsikos D and Cornell CA. (2002). Incremental Dynamic Analysis. s.l., Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 31(3), 491-514.

[4] Baker J W. (2014). Efficient analytical fragility function fitting using dynamic structural analysis. Stanford University, 473 Via Ortega, MC 4020, Stanford, CA 94305.

[5] Komey Karimi Moridani and Rasoul Khodayari. (2013). Seismic Performance Assessment Uses Incremental Dynamic Analysis. Journal of Basic and Applied Scientific Research, J. Basic. Appl. Sci. Res., 3(8)757-764.

[6] Hamidi hamed, Packdaman jafar, Jahani ehsan and Rajabnejad hamid. (2018). The assessment and comparison of tall buildings with outrigger and belt truss systems using fragility curves. journal of structural and construction engineering, 5(1), 174-188.

[7] Kaveh ali and Mahdavai VR. (2016). A new method for modification of ground motions using wavelet transform and enhanced colliding bodies optimization, Applied Soft Computing, 47(c), 357-369.

[8] Federal Emergency Management Agency. (2009). Quantification of Building Seismic Performance Factor. Washington, D.C., Report No. FEMA-P695.

[9] Zareian F, Krawinkler Helmut, Ibarra Luis and Lignos Dimetrios. (2013). Basic Concept And Performance Measures In Prediction Of Collapse Of Buildings Under Earthquake Ground Motions. The Structural Design Of Tall And Special Buildings, 19(1-2), 167-181.

[10] ATC-58. (2011). Guidelines for Seismic Performance Assessment of Buildings. Applied Technology Council. Washington, D.C.

[11] Kuo-Chun Chang, Yu-Yuan Lin and Chang-Yu Chen. (2008). Shaking Table Study on Displacement-Based Design for Seismic Retrofit of Existing Buildings Using Nonlinear Viscous Dampers. JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING, 134(4), 671.