طراحی بهینه و بررسی مکانیزم رفتاری میراگر ترکیبی اصطکاکی و فولادی جاری شونده برای کنترل سطوح مختلفی از ارتعاشات در سازهها
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، عمران و شیمی، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران
doi
10.22065/jsce.2024.474690.3503چکیده
میراگرهای فولادی جاری شونده تحت ارتعاشاتی مانند بارهای لرزهای خفیف یا بادهای شدید به دلیل باقیماندن در حالت الاستیک، دارای اتلاف انرژی مناسبی نمیباشند. هدف از انجام پژوهش حاضر، توسعه نوعی از میراگر ترکیبی است که برای سطوح مختلفی از ارتعاشات لرزهای و باد کاربرد داشته باشد. این نوع میراگر ترکیبی، متشکل از میراگر فولادی جاری شونده و اصطکاکی است که بهصورت سری به یکدیگر متصل شدهاند. مکانیزم رفتاری میراگر ترکیبی پیشنهادی بهگونهای است که برای ارتعاشات خفیف (که میراگر فلزی در حالت الاستیک باقی میماند)، میراگر اصطکاکی عمل کرده و تحت بارهای لرزهای شدید میراگر اصطکاکی همراه با میراگر فولادی اقدام به اتلاف انرژی میکنند. رویکرد طراحی میراگر اصطکاکی و فولادی جاری شونده به ترتیب بر اساس نیروی الاستیک میراگر فولادی و توزیع تنش یکنواخت در سرتاسر المانهای فولادی است؛ لذا در این پژوهش ابتدا یک هندسه بهینه برای میراگر فولادی با ضریب شکل λ=1.6 (〖mm〗^0.5) پیشنهاد شد. سپس مکانیزم رفتاری میراگر ترکیبی پیشنهادی و هریک از اجزاء تحت پروتکل بارگذاری ASCE7 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان دهنده رفتار چرخهای پایدار و ظرفیت بالای میراگر پیشنهادی برای استهلاک انرژی است. همچنین میراگر فولادی با ضریب شکل فوق توانایی تحمل حداکثر دامنه جابهجایی بیش از(mm) 40 و جابهجایی انباشت بیش از (mm) 1500 تحت پروتکل بارگذاری مورد نظر دارد؛ که بیانگر ظرفیت بالای استهلاک انرژی میراگر فوق نسبت به حجم فولاد مصرفی است. از طرف دیگر با در نظر گرفتن قیدهای کنترل کمانش، ظرفیت میراگر ترکیبی پیشنهادی افزایش یافته که میتواند چرخههای بارگذاری بیشتری را تحمل کند و باعث افزایش شکلپذیری میراگر ترکیبی پیشنهادی تا حدود 30% شده است.