شماره ركورد
24587
شماره راهنما
CIV2 227
عنوان
بررسي پاسخ سازههاي فولادي مجهز به ميراگر لولهاي پيچشي چندتايي (MTTD) و توسعه روند طراحي آن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران - سازه
دانشكده
مهندسي عمران و حمل و نقل
تاريخ دفاع
1403/06/20
صفحه شمار
117 p .
استاد راهنما
دكتر سيد مهدي زندي
استاد مشاور
دكتر سامان سبزهزار
كليدواژه فارسي
ميراگر پيچش خالص , طراحي ميراگر , تحليل عملكردي , تحليل غير خطي , بررسي رفتار لرزهاي سازه فولادي , سيستم كنترل غيرفعال , ميراگر تسليمي
چكيده فارسي
در پژوهش پيش رو عملكرد ميراگر لولهاي پيچشي چندتايي كه نوعي ميراگر تسليمي بوده و از سيستمهاي كنترل سازه غيرفعال محسوب ميشود، در بهبود پاسخ لرزهاي سازههاي فولادي، موردبررسي قرار گرفته است. اين ميراگر از طريق پيچش در لولههاي فولادي، انرژي ورودي زلزله را مستهلك كرده و با قرارگيري تكيهگاههاي داخلي تحت تنشهاي خمشي، برشي و يا محوري قرار نميگيرد و عملكرد خود را تحت تنش پيچشي خالص بروز ميدهد. از سوي ديگر هندسهي انعطافپذير ميراگر اين امكان را فراهم ميكند تا با افزايش تعداد لولههاي تحت پيچش بدون نياز به مكانيزمهاي پيچيده، ظرفيت تسليم ميراگر افزايش يابد. طي اين مطالعه در ابتدا روندي براي طراحي ميراگر توسعه داده شده است تا با درنظرگرفتن مفروضاتي براي متغيرهاي معادلات طراحي، هندسه ميراگر و مهاربند حامل آن معين شود. پس از آن با استفاده از همين روند، سه قاب خمشي فولادي ويژه با 5، 10 و 20 طبقه به ميراگر مجهز شده و تأثير تغييرات پارامترهاي مفروض در طراحي بر پاسخ لرزهاي آنها بررسي شد. اين بررسي طي مدلسازي اعضاي قاب بر مبناي آييننامههايي از قبيل FEMA 356 و نشريه 360 نظام فني و اجرايي كشور تحت عنوان دستورالعمل بهسازي ساختمانهاي موجود، در نرمافزار Perform-3D صورت گرفت. 14 ركورد زلزله براي اين بررسي انتخاب شدند. اين 14 ركورد شامل 7 شتابنگاشت نزديك گسل و 7 شتاب نگاشت دور از گسل هستند. هر 14 ركورد در دو مقياس زلزله طراحي و زلزله حداكثر مورد بررسي قرار گرفتند. در بررسي هر قاب و هر مقدار براي متغيرهاي مفروض، خروجيهاي تحليل تاريخچه زماني مورد بررسي قرار گرفتند. اين خروجيها شامل سطوح عملكردي سازه بر مبناي نشريه 360، منحني پوش، حداكثر جابهجايي تراز بام، حداكثر برش پايه، حداكثر دريفت طبقات، حداكثر تقاضاي شكلپذيري در ميراگر، انرژي غيرالاستيك مستهلك شده در اعضاي قاب و ميراگر هستند. تمامي اين پارامترها نشان داد كه افزايش نسبت سختي جانبي مهاربند حامل ميراگر به سختي جانبي ميراگر تقريباً در رفتار سازه بيتأثير است. افزايش جابهجايي تسليم ميراگر در عين ثابت نگهداشتن سختي جانبي آن، هر چند كه باعث كاهش پاسخهاي لرزهاي سازه ميشود اما به دليل تأخير در واردشدن به ناحيه فرا ارتجاعي منجر به آسيبديدن اعضاي قاب ميشود. از مؤثرترين روشهاي بهبود پاسخ سازه طي اين بررسي افزايش نيروي تسليم ميراگر با ثابت نگهداشتن جابهجايي تسليم آن و يا به عبارتي افزايش سختي جانبي آن بود. درنظرگرفتن مقادير 2 تا 4 براي نسبت سختي مجموعه مهاربند و ميراگر به سختي جانبي طبقه منجر به بهبود پاسخ سازه و دستيابي به سطوح عملكردي مطلوبتر شد. هر چند كه افزايش مقدار اين متغير به مقادير بيشتر از 4 در سازه 20 طبقه كه نماينده سازههاي با پريود بلند بود تأثير منفي بر عملكرد سازه داشت، تا جايي كه در بعضي موارد حتي عملكرد سازه بدون ميراگر بهتر از آن بود.
كليدواژه لاتين
Pure Torsion Damper , Seismic Performance Analysis , Damper Design
عنوان لاتين
Seismic performance assessment and design procedure development for steel structures equipped with multiple torsional tubular damper (MTTD)
گروه آموزشي
مهندسي عمران
چكيده لاتين
The present study investigates the performance of a multiple torsional tubular damper (MTTD), which is a type of yielding damper classified as a passive structural control system, in improving the seismic response of steel structures. This damper dissipates the earthquake input energy through the torsion of steel tubes. Due to its specific geometry and the placement of internal supports, the damper avoids being subjected to bending, shear, or axial stresses and operates purely under torsional stress. Furthermore, the flexible geometry of the damper allows for an increase in its yield capacity by increasing the number of tubes under torsion without requiring complex mechanisms. In this study, a design procedure for the damper was first developed, aiming to determine the damperʹs geometry and the carrying brace based on certain assumptions for the variables in the design equations. Following this, three special steel moment-resisting frames with 5, 10, and 20 stories were equipped with the damper, and the impact of variations in the assumed design parameters on their seismic response was examined. This investigation was conducted by modeling the frame members in accordance with codes such as FEMA 356 and Iranʹs Technical and Executive System Publication No. 360, titled "Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Existing Buildings," using the Perform-3D software. For the analysis, one far-field and one near-field ground motion record were selected for seven seismic events, scaled to two levels of design and maximum, based on the ASCE/SEI 7-16 standard. A total of 28 records were used for time-history analysis of these frames. For each frame and each assumed parameter value, the following outputs from the time-history analysis were examined: structural performance levels based on Publication No. 360, the pushover curve from nonlinear static analysis, maximum roof displacement, roof displacement time history, maximum total base shear, maximum base shear resisted by base-level columns and its ratio to total base shear, maximum interstory drift, maximum damper ductility demand, inelastic energy dissipated in frame members and in the damper, and the ratio of energy dissipated in the damper to the total earthquake input energy. The analysis of all these parameters indicated that increasing the ratio of the lateral stiffness of the damper-carrying brace to the damperʹs lateral stiffness has almost no effect on the structural behavior. While increasing the damperʹs yield displacement while keeping its lateral stiffness constant reduces the seismic responses of the structure, it delays the entry into the inelastic region, resulting in damage to the frame members. One of the most effective methods for improving the structural response identified in this study was to increase the damperʹs yield force while keeping its yield displacement constant, effectively increasing its lateral stiffness. A ratio of 2 to 4 for the combined brace and damper stiffness to the storyʹs lateral stiffness led to improved structural response and better performance levels. However, increasing this ratio beyond 4 for the 20-story structure, representative of tall buildings, negatively affected structural performance to the extent that the structure without a damper performed better
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
123558
نويسنده