تأثیر میراگر آلیاژ حافظه‌ای هوشمند در استهلاک انرژی و کاهش دامنه ارتعاش قابهای فولادی چند طبقه

Abstract

در سال­های اخیر ایده­ی استفاده از مصالح با دوام، دارای قابلیت جذب انرژی و شکل پذیری بالا در مهندسی سازه پر رنگ­تر شده است. از جمله­ی این نوع مصالح آلیاژهای حافظه­دار شکلی هستند که در شرایط مختلف از خود خواص فیزیکی از پیش تعریف شده­ای نشان می­دهند. این مواد تحت سیکل­های بارگذاری و باربرداری حتی پس از گذشتن از ناحیه­ی تسلیم از خود کرنش پسماند ناچیزی نشان می­دهند و در واقع در سازه نیروهای بازسازی کننده­ای ایجاد می­کنند. در مطالعه­ی حاضر به بررسی تأثیر آلیاژهای حافظه­دار شکلی در استهلاک انرژی و کاهش دامنه ارتعاش قاب فولادی چند طبقه پرداخته می­شود و برای انجام این کار از میلگردهای آلیاژ حافظه­دار شکلی در وسط المان قطری مهاربند استفاده شده است. نرم‌افزار مورد استفاده در این پژوهش نرم افزار ABAQUS می­باشد. جهت اعتبارسنجی مدل­ها، در ابتدا قاب دو طبقه مهاربندی مجهز به آلیاژ حافظه­دار شکلی که در مطالعات آزمایشگاهی هان و همکاران در سال 2003 استفاده شده بود، در نرم افزار، مدل سازی و تحلیل شد. نتایج تطابق قابل قبول پاسخ­های بدست آمده از دو روش آزمایشگاهی و تحلیلی را نشان می­دهد. جهت بررسی تأثیر ارتفاع برعملکرد لرزه­ای سازه­های مجهز به این نوع از میراگرها، ساختمان­های مورد مطالعه به 3 و12 طبقه افزایش یافت و روی مدل­ها، تحلیل­های رفت و برگشتی غیرخطی و دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی تحت شتاب نگاشت زلزله طبس انجام گرفت. نتایج بررسی­ها نشان می­دهد استفاده از این نوع میراگرها باعث تسریع در استهلاک انرژی و کاهش چشمگیر در دامنه ارتعاش و برش پایه می­شود بطوریکه در حضورآلیاژ حافظه دار شکلی در ساختمان 3 طبقه، قابلیت جذب واستهلاک انرژی سیستم سازه­ای 5/2 برابر و سختی اولیه سیستم سازه­ای 2 برابر حالت اولیه می­باشد. همچنین با افزایش ارتفاع، اثر بخشی آن در کنترل پاسخ لرزه­ای سازه بین 10 تا 15 درصد کاهش می­یابد.