مقایسه رفتار لرزه ای سازه فولادی بهسازی شده با سه نوع میراگر ویسکوز ،تسلیمی و اصطکاکی در سازه های کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلند مرتبه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه ایوانکی، سمنان، ایران

2 کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه غیرانتفاعی ایوانکی، سمنان، ایران

3 کارشناسی عمران، دانشگاه غیرانتفاعی ایوانکی، سمنان، ایران

10.22034/cpj.2022.346851.1142

چکیده

روش کنترل غیر فعال که یکی از راهکارهای مقاوم سازی و طراحی سازه ها در برابر زلزله که زیرشاخه های مختلفی دارد. یکی از این روش های بهسازی ساختمان های ضعیف موجود با استفاده از انواع میراگرها می باشد. رفتار لرزه ای سازه بهسازی شده با میراگرهای مختلف یکی از مسایل اساسی در انتخاب روش بهسازی است. با توجه به خاصیت جذب انرژی، میراگرها دارای کاربردهای زیادی در هر دو زمینه احداث و مقاوم سازی می باشد. در طی زلزله این وسایل فعال شده و انرژی ورودی زلزله را به انرژی گرمایی تبدیل می کند و به عبارت دیگر انرژی وارده را جذب می کند. درپژوهش های قبلی، به موضوع کاربرد این میراگر در سازه های مختلف پرداخته شده است لیکن دسته بندی مشخصی برای بررسی میزان تاثیر آن درانواع سازه های فولادی به لحاظ ارتفاع و نوع میراگر وجود ندارد. در این مقاله به بررسی عملکرد این نوع میراگر ها در سازه های فولادی با ارتفاع مختلف پرداخته می شود. تاثیر استفاده از این نوع میراگرها بر پاسخ سازه نظیرتغییر شکل نسبی طبقه و برش پایه طبقات بررسی شده و عملکرد آن درسازه های فولادی با ارتفاع مختلف مقایسه می گردد. در بررسی پارامترهای تغییرمکان، برش پایه و جذب انرژی برای سه سازه 3 و 6 و 12 طبقه مشاهده شد که میراگر ویسکوز بهترین پاسخ را نسبت به دو میراگر اصطکاکی و ADAS در بر داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of Seismic Behavior of Strengthened Steel Structure with Viscous, Yield and Friction Dampers in Low, Medium and High Rise Buildings

نویسندگان [English]

  • Vahid Saberi 1
  • Hamid Saberi 1
  • Davood Sohrabi 2
  • Romina Nourian 3
1 Department of Civil Engineering, Engineering Faculty, Eyvanakey University, Semnan, Iran
2 MSc, Department of Civil Engineering, Eyvanakey University, Semnan, Iran
3 BSc, Department of Civil Engineering, Eyvanakey University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Passive control method, which is one of the solutions for strengthening and designing structures under earthquake loadings, has different sub-branches. One of these methods is to improve the existing weak buildings by using different types of damper. The seismic behaviour of the strengthened structure with different type of dampers is one of the main issues in choosing the strengthening method. Due to the energy absorption property, dampers have many applications in both construction and retrofitting. During an earthquake, these devices are activated and convert the earthquake input energy into heat energy, in other words, it absorbs the incoming energy. In previous studies, the use of this damper in various structures has been evaluated, but there is no specific category to investigate its effect on various types of steel structures in terms of height and type of damper. In this paper, the performance of this type of dampers in steel structures with different heights is discussed. The effect of using this type of dampers on the response of the structure such as the story drifts and the base shear is investigated and its performance is compared in steel structures with different heights. In the study of displacement, base shear and energy absorption parameters for three structures of 3, 6 and 12 floors, it was observed that viscous dampers had the best response to friction dampers and ADAS.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Seismic design
  • Energy absorption
  • Steel structures
  • Viscous damper
  • Yield damper
  • Friction damper
 
[1] Akehashi H, Takewaki I. (2-19). Optimal viscous damper placement for elastic-plastic MDOF structures under critical double impulse. Front Built. Environ. 2019;5:20.
[2] Khoshvatan, Mehdi, and Majid Pouraminian. "Reinforcement of structures with concrete moment frame system by yielding metal damper with optimal cross section." Journal of Structural and Construction Engineering (2021).
[3] Cetin H, Aydin E, Ozturk B. (2019). Optimal design and distribution of viscous dampers for shear building structures under seismic excitations. Front Built. Environ. 2019;5: 90.
[4] Constantine, M., Symens, M.D. (1992). Experimental and analytical investigation of seismic response of structures with supplemental fluid viscous dampers. Technical Report NCEER-92-0032, National Center for Earthquake Research, Sunny/Buffalo
[5] Constantine, M., Seleemah, A.A. (1997). Investigation of seismic response of buildings with linear and nonlinear fluid viscous dampers.
[6] Karabork, T., and Aydin, E. (2019). Optimum design of viscous dampers to prevent pounding of adjacent structures.
[7] Impollonia, N., and Palmeri, A. (2018). Seismic performance of buildings retrofitted with nonlinear viscous dampers and adjacent reaction towers.
[8] De Domenico, D., and Ricciardi, G. (2019). Earthquake protection of structures with nonlinear viscous dampers optimized through an energy-based stochastic approach.
[9] Dall'Asta, A., Tubaldi, E., and Ragni, L. (2016). Influence of the nonlinear behaviour of viscous dampers on the seismic demand hazard of building frames.
[10] Hosseini, B., Shamshiri, H.,(2010) "Use of Semi-Active TADAS dampers to improve seismic performance of buildings", 14th ECEE, European.
[11] Shiomi T, Fujita K, Tsuji M, Takewaki I.(2018). Dual hysteretic damper system effective for broader class of earthquake ground motions. Int. J. Earthquake Impact Eng. 2018;2 (3):175–202.
[12] Wang, SJ., Chiu, IC., Yu, CH. et al.(2018). Experimental and analytical study on design performance of full-scale viscoelastic dampers. Earthq. Eng. Eng. Vib. 17, 693–706. https://doi.org/10.1007/s11803-018-0469-2
[13] Kojima K, Takewaki I. (2015).Critical input and response of elastic-plastic structures under long-duration earthquake ground motions. Front Built. Environ. 2015;1:15.
[14] Kelley, J.M., Skinner, R.I., and Heine, A.J. (1972). Mechanism of energy absorption in special devices for use in earthquake resistant structures. Earthquake Engineering. Bull, New Zealand.Soc, 5, 63-68.
[15] Zhao, H.T., Li, A, Q. (2004). Optimal analysis and experimental study on structures with viscoelastic dampers. Journal of Sound and Vibration 273, pp 607-618.
[16] Kojima K, Takewaki I.(2015). Critical earthquake response of elastic-plastic structures under near-fault ground motions (Part 1: fling-step input). Front Built. Environ. 2015;1:12.