مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

بررسی رفتار چرخه‌ای میراگر تسلیمی چندسطحی با پیکربندی هندسی نوین لوله‌های فولادی: مطالعه عددی و آزمایشگاهی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران
2 استادیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز ، تبریز، ایران
3 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
4 استادیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران
5 استاد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز ، تبریز، ایران
10.22065/jsce.2026.558773.3869
چکیده
میراگرهای با عملکرد چند سطحی، توسعه یافته میراگرهای فلزی تسلیم شونده و از مستهلک کننده‌های غیرفعال انرژی می باشند. در این مقاله میراگری با عملکرد چند سطحی، ساختار جدید و هندسه قابل اجرا برای بهبود رفتار لرزه ای سیستم های سازه ای پیشنهاد شده است. هسته اصلی ساختار پیشنهادی، متشکل از دو لوله فولادی هم محور به همراه قطعات کششی دارای صفحات فولادی شکافدار و میلگردهای فولادی است. در این ساختار، از خاصیت تماس بین قطعات برای انتقال نیرو استفاده شده است. رفتار چرخه ای یک نمونه لوله ای در آزمایشگاه تعیین شد. داده های این آزمایش جهت ایجاد یک مدل پایه اجزای محدود و ارزیابی دقت آن مورد استفاده قرار گرفت. سپس مدل‌های تحلیلی میراگر با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS تهیه شد. به منظور بررسی تاثیر تغییرات قطر و ابعاد لوله‌های فولادی، رفتار چهارده نمونه عددی با قطرها و ضخامت‌های متفاوت مورد بررسی عددی قرار گرفت. نتایج بررسی نشان داد که این سیستم پس ازخرابی لوله داخلی، در سطح دوم ظرفیت استهلاک انرژی قابل توجه دارد. با توجه به پایداری لوله خارجی و قطعات کششی، این میراگر ظرفیت جذب انرژی را، به ویژه برای کنترل سازه در برابر جابجایی‌های بزرگ، تأمین می‌کند. با توجه به نتایج بدست آمده، نسبت میرایی ویسکوز معادل برای نمونه‌های عددی در محدوده 17 تا 32 درصدی حاصل شده است. با بررسی عملکرد میراگر پیشنهادی ملاحظه شد که ساختار پیشنهادی دارای رفتار پایدار بوده و این قابلیت را دارا می‌باشد که بسته به نیاز سازه پارامترهای مانند سختی، مقاومت و استهلاک انرژی را در دو تراز مختلف ارائه دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Cyclic Behavior of a Multi-Level Yielding Damper with Innovative Pipe Geometry: A Numerical and Experimental Study

نویسندگان English

Yashar Hodaipour 1
Adel Ferdousi 2
Yousef Hosseinzadeh 3
Leila Hosseinzadeh 4
Yousef Zandi 5
1 Ph.D. Candidate, Department of Civil Engineering, Ta. C., Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Ta. C., Islamic Azad University, Tabriz, Iran
3 Professor, Structural Engineering Department, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
4 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Ta. C., Islamic Azad University, Tabriz, Iran
5 Professor, Department of Civil Engineering, Ta. C., Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده English

Multi-stage yielding dampers are developed versions of yielding metallic dampers and belong to passive energy dissipation devices. In this paper, a Multi-level Performance Damper featuring a novel configuration and a feasible geometry is proposed for improving the seismic behavior of structural systems. The core of the proposed configuration consists of two concentric steel pipes coupled with tension components comprising slotted steel plates and steel rods. In this configuration, the force transfer mechanism utilizes the contact property between the components. The cyclic behavior of a pipe specimen was experimentally determined in the laboratory. The experimental data was utilized to establish a benchmark Finite Element model and evaluate its accuracy. Subsequently, analytical models of the damper were developed using the ABAQUS Finite Element software. To investigate the effect of variations in the diameter and dimensions of the steel pipes, the behavior of fourteen numerical specimens with different diameters and thicknesses was numerically studied. dissipation capacity at the secondary performance level, following the failure of the inner pipe. Due to the stability of the outer pipe and tension components, this damper provides sufficient energy absorption capacity, particularly for structural control against large displacements. Based on the obtained results, the equivalent viscous damping ratio for the numerical specimen’s ranges from 17% to 32%. By investigating the performance of the proposed damper, it was observed that the suggested configuration exhibits stable behavior and provides the capability to offer parameters such as stiffness, strength, and energy dissipation at two distinct levels, depending on the structural requirements.

کلیدواژه‌ها English

Variable stiffness
Energy dissipation
Pipe damper
Cyclic loading
Finite element

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 03 خرداد 1405

  • تاریخ دریافت 07 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 08 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش 03 خرداد 1405