بهبود رفتار چرخه‌ای قاب‌های فولادی دارای ستون‌های CFT با استفاده از مهاربند و میراگرهای اصطکاکی دورانی

Abstract

میراگرهای اصطکاکی دورانی، نوع خاصی از میراگرهای اصطکاکی هستند که دارای مزایای متعدد می‏باشند. میراگرها به منظور بهبود رفتار چرخه‏ای سازه‏ها در برابر بارهای ناشی از باد و زلزله مورد استفاده قرار می‏گیرند، این نوع میراگرها با دوران و باز دوران خود موجب استهلاک انرژی می‏شوند. در این تحقیق، به بررسی مقدار جابجایی و برش پایه سازه قاب‏های فولادی با ستون‏های پُرشده با بتن(CFT) در دو حالت سازه مهاربند‏ی شده همراه با میراگرهای اصطکاکی‏دورانی و سازه بدون مهاربند و میراگرهای اصطکاکی‏دورانی پرداخته‏شده‏است. قاب‏ مرکب فولادی (با ستون‏های CFT) مهاربندی شده تحت اثر رکورد یازده زلزله حوزه نزدیک، در نرم‏افزار ETABS مدل سازی، تحلیل و طراحی شده‏است. استفاده از مهاربند به همراه میراگراصطکاکی‏دورانی، جابجایی مرکز جرم بام سازه را تحت‏اثر یازده رکورد زلزله مورد بحث در نرم‏افزاراجزاء محدود ETABS برای نه رکورد نسبت به حالت بدون میراگر بین 13 تا 49 درصد کاهش و برای دو رکورد افزابشی بین 2 تا 17 درصد داشته‏است. استفاده از مهاربند به همراه میراگرهای‏اصطکاکی‏دورانی برای هشت رکورد باعث کاهش برش پایه سازه‏ به میزان 11 تا 37 درصد شده است. و در سه رکورد باعث افزایش برش‏پایه به میزان 3 تا 26 درصد شده است. سپس یک‏ قاب‏ یک دهانه یک طبقه با همان مصالح و مشخصات در نرم‏افزاراجزاء محدود ABAQUSمدل سازی گردیده است. برای بارگذاری جانبی ستون‏ها از پروتکل بارگذاری جانبی بر اساس ATC-24 و دستورالعمل استفاده از میراگرها در طراحی و مقاوم سازی ساختمان‏ها استفاده شده است. با توجه به ضابطه شماره 766 سازمان برنامه و بودجه برای جابجایی ایجاده شده در اثر رکورد یازده زلزله معرفی شده در نرم‏افزار ETABS ازسیکل‏های بارگذاری با فرکانس معادل 1.15T در نرم‏افزار‏اجزاء محدود ABAQUS استفاده شده است. استفاده از مهاربند و میراگراصطکاکی‏دورانی در نرم‏افزار‏اجزاء محدود ABAQUS تحت اثرهریک از رکوردهای مورد بحث جابجایی سازه‏ را نسبت به سازه بدون مهاربند و بدون میراگر اصطکاکی دورانی به مقدار 16 تا 33 درصد کاهش داده است. استفاده از مهاربند به همراه میراگراصطکاکی‏دورانی در نرم‏افزار‏اجزاء محدود ABAQUS تحت اثرهر یک از رکوردهای مورد بحث باعث‏ کاهش برش پایه شده‏است. مقدار کاهش نیرو برای رکورد زلزله‏های مورد بحث یکسان نبوده و این مقدار از 8 تا 34.7 درصد متغیر بوده است. نمودارهای هیسترزیس برش پایه سازه‏های مهاربندی شده را در دوحالت سازه با میراگر و بدون میراگر را به خوبی نشان داده‏اند.