شماره راهنما :
1390 دكتري
پديد آورنده :
زيباسخن، حسن
عنوان :
بررسي آزمايشگاهي و تحليلي ميراگر جاري شونده با رفتار خمشي خالص براي استفاده در قاب هاي مهاربندي شده همگرا
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ده، 180، 12ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
فرهاد بهنام فر
استاد مشاور :
مجتبي ازهري
توصيفگر ها :
ميراگر خمش خالص , ميراگر جاري شونده فولادي , قاب مهاربندي شده همگرا , رفتار چرخه اي , استهلاك انرژي زلزله , تحليل استاتيكي غيرخطي , شكل پذيري سازه
استاد داور :
محمد مهدي سعادتپور، حسين تاجمير رياحي، كياچهر بهفرنيا
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/03/11
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/03/11
چكيده فارسي :
چکیده در طراحي سازهها به خصوص در مناطق زلزلهخيز عالوه بر حفظ جان افراد معيارهاي مختلفي از جمله کاهش خسارات وارده به سازه کاهش زمان تعمير و نگهداري و حفظ قابليت بهرهبرداري پيوسته سازه داراي اهميت است استفاده از ميراگرهاي جاري شونده یکي از روشهاي کنترل غيرفعال در سازهها است که در چند دهه گذشته با توجه به مزایاي آن از جمله رفتار پایدار در بارگذاري چرخهاي هزینههاي ساخت و نگهداري و تعمير اندک و قابليت مستهلک نمودن حجم قابل توجهي از انرژي با استقبال زیادي روبهرو بوده است در این رساله نوع جدیدي از ميراگر جاري شونده براي استفاده در قابهاي مهاربندي شده پيشنهاد شده و به صورت آزمایشگاهي عددي و تحليلي مورد بررسي قرار گرفته است در این نوع ميراگر جدید که از ورق ساخته شده از مکانيزمي استفاده شده است که در بخش عمدهاي ورقهاي ميراگر خمش خالص ایجاد ميشود در این ميراگر با استفاده از تقارن در هندسه و جزیيات ساده در نظر گرفته شده در طراحي آن نياز به استفاده از جوش در قسمتهاي شکلپذیر ورق ميراگر حذف شده است این مزایا باعث ميشود که این نوع ميراگر قابليت اتالف مقادیر زیادي از انرژي ورودي به سازه را داشته باشد بررسي اوليه رفتار ميراگر و مقایسه رفتار قاب مجهز به این نوع ميراگر با قاب خمشي ویژه و قاب همگراي ویژه معمول نشان داد که این سيستم داراي شکلپذیري مناسب مشابه قابهاي خمشي و سختي مناسب مشابه قابهاي مهاربندي شده معمول است در ادامه رفتار چرخهاي ميراگر خمش خالص به صورت آزمایشگاهي در قالب 99 نمونه آزمایشي مورد بررسي قرار گرفته است بررسي آزمایشگاهي رفتار نمونههاي مختلف ميراگر نشان داد که این نوع ميراگر داراي رفتار چرخهاي پایدار و شکلپذیري و قابليت جذب انرژي مناسب است با توجه به اینکه ميراگر به عنوان عضو شکلپذیر نقش فيوز در سازه را دارد ارزیابي دقيق مقاومت محوري آن داراي اهميت زیادي است در آیيننامهها براي در نظر گرفتن ظرفيت پنهان ناشي از اثرات سختشدگي کرنشي در تغييرشکل هاي بزرگ ضریب افزایش مقاومت ناشي از سختشدگي Cpr در تعيين ظرفيت اعضاي شکلپذیر سازه مورد استفاده قرار ميگيرد بر اساس آزمایشات انجام شده در این تحقيق ضریب افزایش مقاومت ناشي از سختشدگي در طراحي این نوع ميراگر تعيين شده است بررسي نسبت ميرایي معادل ميراگر خمش خالص eq نشان داد که این نوع ميراگر داراي ظرفيت اتالف انرژي مناسبي است با توجه به محدود بودن تعداد آزمایشات انجام شده براي بررسي اثر پارامترهاي موثر بر رفتار ميراگر پيشنهادي از روش اجزا محدود و نرمافزار ABAQUS استفاده شده است براي این منظور ابتدا تمام نمونههاي آزمایش شده با استفاده از این نرمافزار صحتسنجي شده است این بررسي نشان داد که نرمافزار مورد استفاده به خوبي قابليت مدلسازي رفتار ميراگر پيشنهادي را دارد در ادامه پنج پارامتر اثرگذار بر روي رفتار ميراگر خمش خالص شامل ضخامت ورق ميراگر عرض ورق ميراگر طول قسمت کناري ورق ميراگر طول قسمت مياني ورق ميراگر و تعداد ورق ميراگر مورد استفاده مورد بررسي قرار گرفته است در این بررسي تاثير پارامترهاي مختلف در نظر گرفته شده بر روي مشخصات رفتاري ميراگر شامل سختي اوليه ظرفيت نهایي و ظرفيت جذب انرژي ميراگر مورد مطالعه قرار گرفته است به منظور ایجاد سهولت در استفاده از ميراگر پيشنهادي در کاربردهاي مهندسي یک مدل تحليلي با در نظر گرفتن اثرات رفتار غيرخطي توسعه داده شده است براي این منظور رفتار ميراگر با در نظر گرفتن اثرات سختشوندگي مصالح تغييرشکلهاي بزرگ و ایجاد قيد حرکتي ورق ميراگر بر روي تکيهگاه مياني در تغييرشکلهاي بزرگ به صورت تحليلي مورد بررسي قرار گرفته است مقایسه نتایج چرخهاي این مدل تحليلي با نتایج آزمایشگاهي و نتایج روش اجزا محدود نشان ميدهد که این مدل تحليلي به خوبي توانایي شبيهسازي رفتار چرخهاي دستگاه ميراگر پيشنهادي را دارد همچنين مقایسه سختي اوليه ظرفيت نهایي و ميزان انرژي مستهلک شده در مدل تحليلي تحت بارهاي چرخهاي با نتایج آزمایشگاهي و تحليل اجزا محدود نمونهها نشان دهنده دقت خوب مدل در ارزیابي خصوصيات رفتاري ميراگر پيشنهادي است کلمات کلیدی ميراگر خمش خالص ميراگر جاري شوووونده فوالدي قاب مهاربندي شوووده همگرا رفتار چرخهاي اسوووتهالک انرژي زلزله تحليل استاتيکي غيرخطي شکلپذیري سازه
چكيده انگليسي :
Experimental and Analytical Investigation of a New Pure Bending Yielding Damper for Concentrically Braced Frames Hassan Zibasokhan hassan zibasokhan@cv iut ac ir Date of submission May 19 2019 Department of civil engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranFarhad Behnamfar Assoc Prof farhad@cc iut ac ir Mojtaba Azhari Prof Mohammad Navid Moghim Assist Prof AbstractIn this dissertation a new yielding damper device is introduced for seismic protection of concentrically bracedstructures The device is fabricated by a set of transverse plates inserted in the middle of a diagonal brace Thespecial configuration of the new device transforms the axial force of a concentric brace to pure bending in thedamper plates Experimental results of specimens of the proposed damper device show a stable hysteretic behaviorof the brace and similar behavior in tension and compression The behavior of the proposed damper is investigatednumerically using the finite element method in the ABAQUS software Comparing the numerical results of theFEM with the experimental ones a good agreement is observable in hysteresis behavior of the proposed damper A parametric study has been conducted as well Effect of variations in geometrical properties of the damper plateincluding thickness side part length middle part length width and number of plate on hysteretic behavior of thepure bending device are investigated numerically In the following of this manuscript the analytical behavior ofthe proposed damper is studied The principles of strength of materials are used to derive equations for load displacement curve of the proposed device An analytical model is also developed and verified to predict the cyclicbehavior of the pure bending damper device Key WordsPure bending yielding damper PBYD Damper device Diagonal braced frame Steel plate Cyclic behavior Experimental study Energy dissipation Finite element method Analytical modelIntroductionIn addition to protecting human lives especially in earthquake prone regions reduction instructural damages less maintenance time and maintaining immediate occupancy areimportant criteria in the design of structures Structural control systems are mainly used toreduce damages of structures in earthquakes These systems have been developed significantlyover the last few decades They can be broadly classified into three categories 1 passivecontrol systems that are structures equipped with devices which do not need an external sourceof energy 2 active control systems that are structures equipped with processing sensors andforce transfer devices which need an external source of energy to work and 3 semi activecontrol systems which need little external energy to change structural characteristics Cheng etal 2008 The use of dampers especially yielding dampers is one of the most popularstructural control methods The yielding dampers have been widely used investigated for theiradvantages including low production cost simple manufacturing technology simple and fastsubstitution after earthquakes and temperature independency at normal temperatures Soongand Dargush 1997 A large number of existing damper devices are subjected to a combination Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Supervisor Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Advisor Department Graduate Program Coordinator
استاد راهنما :
فرهاد بهنام فر
استاد مشاور :
مجتبي ازهري
استاد داور :
محمد مهدي سعادتپور، حسين تاجمير رياحي، كياچهر بهفرنيا
