مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

بررسی عملکرد میراگر اصطکاکی دورانی در سازه‌های صنعتی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران
2 کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و هنر، یزد، ایران
3 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران
4 استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه علم و هنر، یزد، ایران
چکیده
در دهه‌های اخیر یکی از موضوعات اساسی تحقیقات در زمینه مهندسی سازه، معرفی راهکارهای گوناگون برای کاهش پاسخ سازه در برابر نیروهای دینامیکی بوده است. بدین منظور استفاده از میراگرها یکی از روش‌های کاهش تحریک زلزله، کنترل ارتعاشات و اتلاف انرژی وارد بر سازه، از طریق افزایش سختی، مقاومت و ظرفیت آن می‌باشد. کاربرد این وسایل در طراحی ساختمان‌های جدید و همچنین مقاوم‌سازی ساختمان‌های موجود به سادگی امکان‌پذیر است. میراگرهای اصطکاکی دورانی - لغزشی از نمونه ابزارهای کنترلی مقرون به صرفه، کاربردی و مؤثری هستند که با رفتار پایدار هیسترتیک و غیرخطی، انرژی را با تغییرمکان و بار لغزشی خود جذب و مستهلک می‌کنند. در پژوهش حاضر با توجه به اهمیت این موضوع، سازه‌های صنعتی نظیر سوله‌ها، با و بدون میراگر مورد بررسی قرار گرفته‌اند و تأثیر میراگر در پارامترهای مختلف سازه مورد مطالعه قرار گرفته است. در همین راستا از سه مدل با مشخصات مختلف استفاده شده است. جهت بررسی سازه‌های مورد بحث از مشخصات هفت زوج شتاب‌نگاشت حوزه دور معرفی شده در آیین نامه FEMA-P695 استفاده شده است که به کمک تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد که میراگر‌های اصطکاکی چرخشی تأثیر مثبتی بر روی قاب‌های راستای عرضی سوله‌ها ندارند ولی در قاب‌های راستای طولی عملکرد مثبت و بسزایی دارند، که از مهمترین آن‌ها می‌توان به تأثیر مثبت و کاهش قابل توجه برش پایه و شتاب سازه اشاره کرد. به‌طور میانگین هرکدام از این دو پارامتر به ترتیب 47 و 34 درصد کاهش برای سازه‌ها داشتند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Rotational Friction Dampers in Industrial Structures

نویسندگان English

Danial Dehshiri 1
َAmirmohammad Rezaei Sadrabadi 2
Hamed Tajammolian 3
Mehdi yazdin 4
1 MSc., Department of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
2 MSc., Department of Engineering, Science and Arts University, Yazd, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
4 Assistant Professor, University of Science and Arts, Yazd, Iran
چکیده English

In recent decades, one of the main topics of research in the field of structural engineering has been the introduction of various solutions to reduce the response of the structures against dynamic forces. For this purpose, the use of dampers is one of the methods of reducing earthquake excitation, controlling vibrations and energy loss on the structure, by increasing its stiffness, resistance and capacity. The use of these devices in the design of new buildings as well as the retrofitting of the existing ones is easily possible. Rotational friction dampers are an example of cost-effective, practical and effective control tools that absorb earthquake energy by sliding motions with stable hysteretic and non-linear behavior. In this research, due to the importance of this issue, industrial structures such as shelters have been investigated with and without dampers and the effect of dampers on various responses of the structure has been investigated. In this regard, three models with different specifications have been used. In order to investigate the discussed structures, the characteristics of seven pairs of far-field earthquake records introduced in the FEMA-P695 have been used, which were investigated with the help of nonlinear time history analysis. The results of the present research show that rotational friction dampers do not have a positive effect on the transverse frames of the shelter, but they have a positive and significant effect on the longitudinal frames. Among the most important of them, we can mention the positive effect and significant reduction of base shear and structure acceleration. On average, each of these two parameters decreased by 47% and 34% respectively for the structures.

کلیدواژه‌ها English

Time History Analysis
Friction damper
Industrial structure
Shelter
Accelerogarph
[1] Pasquin, C., Leboeuf, N., Pall, R. T., & Pall, A. (2004, August). Friction dampers for seismic rehabilitation of Eaton’s building, Montreal. In 13th world conference on earthquake engineering (pp. 1-2).
[2] Chen, W. F., & Lui, E. M. (Eds.). (2005). Handbook of structural engineering. CRC press.
[3] Mualla, I. H., & Belev, B. (2002). Performance of steel frames with a new friction damper device under earthquake excitation. Engineering Structures24(3), 365-371.
 
[4] Komachi, Y., Tabeshpour, M. R., Golafshani, A. A., & Mualla, I. (2011). Retrofit of Ressalat jacket platform (Persian Gulf) using friction damper device. Journal of Zhejiang University-Science A, 12, 680-691.
 
[5] Mirzabagheri, S., Sanati, M., Aghakouchak, A. A., & Khadem, S. E. (2015). Experimental and numerical investigation of rotational friction dampers with multi units in steel frames subjected to lateral excitation. Archives of civil and mechanical engineering15(2), 479-491.
 
[6] Gholizad, A., & Morawej Nekoo, M. (2018). Seismic Performance of a Novel Configuration of Rotational Friction Damper in X Bracings. Amirkabir Journal of Civil Engineering49(4), 653-664.
 
[7] Taiyari, F., Mazzolani, F. M., & Bagheri, S. (2019). Damage-based optimal design of friction dampers in multistory chevron braced steel frames. Soil Dynamics and Earthquake Engineering119, 11-20.
 
[8]  Hosseini, P., Hosseini, M., & Omranizadeh, S. M. (2019). The Effect of Height of Structure on the Accuracy of Nonlinear Static Analysis Methods in Steel Structures with Lead Rubber Bearing (LRB) Base Isolators. Civil Infrastructure Researches5(1), 35-49
 
[9] Jarrahi, H., Asadi, A., Khatibinia, M., & Etedali, S. (2020). Optimal design of rotational friction dampers for improving seismic performance of inelastic structures. Journal of Building Engineering27, 100960.
 
[10] Naeem, A., & Kim, J. (2020). Seismic retrofit of structures using rotational friction dampers with restoring force. Advances in Structural Engineering23(16), 3525-3540.
 
[11] Veismoradi, S., Yousef-beik, S. M. M., Zarnani, P., & Quenneville, P. (2021). Development and parametric study of a new self-centering rotational friction damper. Engineering Structures235, 112097.
 
[12] Borhan, S., Tajammolian, H., & Yazdian, M. (2021). Evaluation of seismic performance of rotational-friction slip dampers in near-field and far-filed earthquakes. Earthq. Struct21, 147-159.
 
[13] Dehshiri, D., Tajammolian, H., & Mirjalili, M. R. (2024). Investigation on the seismic fragility of steel eccentrically braced frames with vertical link using slotted bolt connection. Journal of Structural and Construction Engineering, doi: 10.22065/jsce.2024.422638.3253
 
[14] FEMA P-695. (2009). Quantification of Buildings Seismic Performance Factors. Federal Emergency Management Agency, Washington, DC, USA.

  • تاریخ دریافت 01 بهمن 1402
  • تاریخ بازنگری 15 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 12 خرداد 1403