عملکرد لرزه ای سیستم قاب مهاربند خارج از محور با پانل برشی فولادی و میراگر اصطکاکی دورانی بهینه در سطوح مختلف لرزه‌ای

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 کارشناس ارشد مهندسی سازه، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دکترای مهندسی سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 دکترای مهندسی سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

امروزه با پیشرفت تکنولوژی‌های تحلیل و طراحی سازه، سیستم‌های باربر جانبی مختلفی، برای بهره گرفتن هم‌زمان مزایای هر یک از سیستم‌های موجود ارائه شده‌اند. در میان سیستم‌های مهاربندی، مهاربندهای خارج از محور در اولویت استفاده قرار دارند. به‌کارگیری سیستم‌های اتلاف انرژی، نظیر میراگرهای اصطکاکی و پانل‌های برشی، پاسخ‌های لرزه‌ای سازه‌ را در برابر زلزله و باد کاهش می‌دهد. در مقاله‌ی حاضر، سیستم سازه‌‌ای مرکب از قاب مهاربند خارج از محور با پانل ‏برشی فولادی و میراگر اصطکاکی دورانی، بر اساس مدلسازی عددی پیشنهاد شده و عملکرد آن نیز بر اساس لنگر اصطکاکی بهینه‌ی آستانه لغزش میراگر مذکور، در سطوح مختلف خطر لرزه‌‌ای، با دوره‌های بازگشت متوسط 72، 475 و 2475 سال، توسط تحلیل‌های دینامیکی تاریخچه زمانی غیر‌خطی مورد مطالعه قرار گرفته است. لنگر بهینه‌ی مذکور بر اساس حداقل مقدار شاخص عملکرد لرزه‌ای، در سه سطح خطر، یک بار به ‌صورت جداگانه و یک بار با درنظرگیری سطح خطر بینابین با دوره‌ی بازگشت 1200سال سال تعیین شده است. برای بررسی عملکرد لرزه‌ای سیستم سازه‌ای پیشنهادی، پاسخ‌های سازه، بر اساس لنگر اصطکاکی بهینه‌ی تعیین شده توسط دو حالت مذکور، در سه سطح خطر تخمین زده شده است. نتایج نشان داد که در نظرگرفتن لنگر اصطکاکی بهینه‌ی متناظر با هر سطح خطر به‌صورت جداگانه، باعث بهبود پاسخ‌های لرزه‌ای سیستم سازه‌ای پیشنهادی می‌گردد؛ اما طبیعتاً، لنگر اصطکاکی بهینه‌ی مشترک بین سطوح خطر متفاوت، نتایج محافظه‌کارانه‌ای ارائه می‌دهد. همچنین مشخص شد که میراگر مذکور، در سطوح خطر بالاتر، کارایی بهتری در بهبود پاسخ و رفتار لرزه‌ای این سیستم ترکیبی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Seismic Performance of Eccentrically Brace Frames with Steel Shear Panels and Optimum Rotational Friction Damper at Different Seismic Levels

نویسندگان [English]

  • Amin Ghannadiasl 1
  • zahra abbaszadeh 2
  • Amir Shirkhani 3
  • Parisa Kamrani Moghaddam 4
1 Associate Professor, Faculty of Engineering, Department of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 M.Sc, Faculty of Engineering, Department of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
3 PhD, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
4 PhD, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Today, with the advancement of analysis and structural design, various lateral force resisting systems have been proposed to take advantage of each of the existing systems simultaneously. Among bracing systems, Eccentrically Brace Frames are the top priority. The application of energy dissipation, such as friction dampers and shear panels, reduces seismic responses to earthquake and wind. In the present paper, a system consisting of an Eccentrically brace frames with a steel shear panel and a rotation friction damper has been proposed based on numerical modeling and its performance is based on different levels of Hazard level. Hazard level, with average return periods of 72, 475 and 2475 years, has been studied by dynamic analyzes of nonlinear time history. The Optimum slip moment is determined based on the minimum value of the seismic performance index, in three levels of danger, once separately and once by considering the level of intermediate Hazard level, with a return period of 1200 years. To investigate the seismic performance of the proposed structural system, the structural responses are estimated at three hazard levels based on the optimal slip moment determined by the two states. The results showed that considering the Optimum slip moment corresponding to each Hazard level separately, improves the seismic responses of the proposed structural system. But naturally, the Optimum slip moment shared different hazard levels will provide conservative results . It was also found that the damper, at higher hazard levels, has a better performance in improving the response and seismic behavior of this hybrid system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Eccentrically brace frames
  • Steel shear panel
  • Rotation friction damper
  • Optimum slip moment
  • Time history analysis
  • Seismic performance index
  • Hazard level
  • تاریخ دریافت: 16 دی 1400
  • تاریخ بازنگری: 20 بهمن 1400
  • تاریخ پذیرش: 27 بهمن 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 27 بهمن 1400