تعیین مشخصه بار لغزش میراگرهای اصطکاکی در طبقات مختلف قاب‌های ساختمانی بر اساس شکل‌پذیری هدف

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی عمران - دانشگاه تبریز

2 دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

چکیده

میراگرهای اصطکاکی یکی از پرکاربردترین ابزار جاذب انرژی برای کنترل ارتعاشات و کاهش پاسخ سازه در برابر بارهای دینامیکی هستند. مهم­ترین مشخصه در طراحی این میراگرها بار لغزش ‌آن­هاست که انتخاب مناسب آن تأثیر فراوانی بر رفتار لرزه‌ای سازه‌های مجهز به این نوع میراگرها دارد. در این مقاله روشی برای توزیع یکنواخت تقاضای شکل‌پذیری در ارتفاع ساختمان‌های قاب خمشی مجهز به میراگر اصطکاکی ارائه می‌شود تا با استفاده از آن بار لغزش میراگرهای طبقات مختلف به ‌دست آید. نتایج حاصل از روش پیشنهادی با روش معمول طیف طرح بار لغزش مقایسه می‌شود. با تعیین مشخصه بار لغزش میراگرهای طبقات مختلف بر اساس الگوریتم پیشنهادی در مدل‌های قاب خمشی فولادی 3، 5 و 10 طبقه مجهز به میراگر اصطکاکی، مشاهده شد که رفتار هیسترزیس میراگرها بهبود یافته و میراگرهای تمامی طبقات به‌ طور مؤثری در اتلاف انرژی زلزله مشارکت می‌کنند. همچنین با یکنواخت شدن توزیع نیاز شکل‌پذیری در سازه، احتمال تشکیل طبقه نرم کاهش یافته و شاخص خرابی سازه به‌ طور چشمگیری کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determination of Slip Load of Friction Dampers Based on Target Ductility in Different Stories of Building Frames

نویسندگان [English]

  • Saman Bagheri 1
  • Ali Hadidi 2
  • Nasrin Bastami 2
1 Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz
2 Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz
چکیده [English]

Friction dampers are one of the most widely used types of energy absorbing devices to control vibrations and to reduce the structural responses subjected to dynamic loads. The most important parameter of the design of these devices is slip load of the damper. The proper selection of this parameter has an important effect on the seismic behavior of the structures equipped with friction dampers. Several different methods have been proposed in the literature to determine the slip load [1-3]. Among them, the best known is based upon the development of design slip-load spectra [1, 4]. In this paper, a new method for the selection of the slip load of the dampers in different stories of the moment resisting building frames is proposed so that a uniform height-wise distribution of ductility demand is achieved. Results of the proposed method are compared with the usual design method using design slip-load spectra.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Friction damper
  • Slip load
  • Ductility
  • Earthquake
  • Nonlinear analysis

مراجع

[1]      Soong, T. T., Dargush, G. F., "Passive Energy Dissipation Systems in Structural Engineering", John Wiley & Sons, London, 1997.
[2]      Pall, A. S, Marsh, C., "Response of Friction Damped Braced Frames", Journal of the Structural Division, ASCE, 1982, 108 (ST6), 1313-1323.
[3]      Filiatrault, A., Cherry, S., "Performance Evaluation of Friction Damped Braced Steel Frames under Simulated Earthquake Loads", Earthquake Spectra, 1987, 3 (1), 57-78.
[4]      Aiken, I. D., Kelly, J. M., Pall, A. S., "Seismic Response of a Nine-Story Steel Frame with Friction Damped Cross-Bracing", Report No. UCB/EERC-88/17, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley (CA), 1988.
[5]      Filiatrault, A., Cherry, S., "Efficient Numerical Modelling for the Design of Friction Damped Braced Steel Plane Frames", Canadian Journal of Civil Engineering, 1989, 16 (3), 211-218.
[6]      Filiatrault, A., Cherry, S., "Seismic Design Spectra for Friction-Damped Structures", Journal of Structural Engineering, ASCE, 1990, 116 (5), 1334-1355.
[7]      Fu, Y., Cherry, S., "Design of Friction Damped Structures using Lateral Force Procedure", Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2000, 29 (7), 989-1010.
[8]      Lopez Garcia, D., Soong, T. T., "Efficiency of a Simple Approach to Damper Allocation in MDOF Structures", Journal of Structural Control, 2002, 9 (1), 19-30.
[9]      Moreschi, L. M., Singh, M.P., "Design of Yielding Metallic and Friction Dampers for Optimal Seismic Performance", Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2003, 32 (8), 1291-311.
[10]    Lee, S. H., Park, J. H., Lee, S. K., Min, K. W., "Allocation and Slip Load of Friction Dampers for a Seismically Excited Building Structure Based on Storey Shear Force Distribution", Engineering Structures, 2008, 30 (4), 930-940.
[11]    Apostolakis, G., Dargush, G. F., "Optimal Seismic Design of Moment-Resisting Steel Frames with Hysteretic Passive Devices”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2010, 39 (4), 355-376.
[12]    Karami Mohammadi, R., El Naggar, M. H., Moghaddam, H., "Optimum Strength Distribution for Seismic Resistant Shear Buildings", International Journal of Solids and Structures, 2004, 41 (22-23), 6597-6612.
[13] Moghaddam, H., Hajirasouliha, I., "A New Approach for Optimum Design of Structures under Dynamic Excitation", Asian Journal of Civil Engineering, 2004, 5 (1-2), 69-84.
[14]    Park, K., Medina, R. A., "Conceptual Seismic Design of Regular Frames Based on the Concept of Uniform Damage", Journal of Structural Engineering, ASCE, 2007, 133 (7), 945-955.
[15]    Computers and Structures, Inc., SAP2000, Version 14, Structural Analysis and Design Software, Berkeley, CA, 2010.
[16]    Iranian National Building Code, Part 6: Design Loads for Buildings, Ministry of Housing and Urban Development, Tehran, Iran, 2006.
[17]    "Iranian National Building Code, Part 10: Design and Construction of Steel Structures", (Ministry of Housing and Urban Development), Tehran, Iran, 2008.
[18] باقری، س.، طبیعت‌نژاد، د.، "توزیع بهینه سختی میراگرهای فلزی جاری شونده در ارتفاع ساختمان‌های قاب خمشی فولادی"، اساس- فصل­نامه علمی و پژوهشی انجمن مهندسی عمران، 1391، 14 (33)، 58-65.
[19]    Powell, G. H., Allahabadi, R., "Seismic Damage Prediction by Deterministic Methods: Concepts and Procedures", Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 1988, 16 (5), 719-734.
 
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 45.2، شماره 79 - شماره پیاپی 79
تابستان 94
شهریور 1394
صفحه 1-11

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار