-
شماره ركورد
25309
-
شماره راهنما
CIV3 31
-
نويسنده
اژنگ، اناهيتا
-
عنوان
ارزيابي آزمايشگاهي و عددي يك ميراگر تسليمشوندهي دو مرحلهاي با هستهي فولادي قابل تعويض براي محافظت سازهها در سطوح مختلف لرزهاي
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
مهندسي عمران - سازه
-
دانشكده
مهندسي عمران و حمل و نقل
-
تاريخ دفاع
1404/06/29
-
صفحه شمار
263 ص .
-
استاد راهنما
سيد مهدي زندي
-
استاد مشاور
حسين تاجمير رياحي
-
كليدواژه فارسي
ميراگر فلزي تسليمشونده , كنترل لرزهاي غير فعال , ميراگر قابل تعويض , فيوز سازهاي , مقاومسازي , تحليل ديناميكي
-
چكيده فارسي
اين رساله به طراحي، توسعه و ارزيابي آزمايشگاهي و عددي يك ميراگر تسليمشوندهي دو مرحلهاي با هستهي فولادي قابل تعويض ميپردازد كه با هدف بهبود عملكرد لرزهاي سازهها و افزايش ظرفيت اتلاف انرژي در سطوح مختلف لرزهاي طراحي شده است. ميراگر پيشنهادي از دو بخش اصلي تشكيل شده است: يك بدنهي فولادي و مجموعهاي از ميلههاي فولادي نرم كه بهعنوان جاذبهاي انرژي عمل ميكنند. اين سيستم بهگونهاي طراحي شده است كه قابليت نصب در امتداد عناصر مهاربندي سازهها را داشته باشد. هدف اصلي اين تحقيق، توسعهي يك سيستم كنترل لرزهاي كارآمد با قابليت استهلاك انرژي بالا، عملكرد پايدار تحت بارگذاري چرخهاي، ساخت و نصب آسان، هزينهي بهينه و امكان تعويض سادهي اجزاي مستهلكشونده پس از وقوع زلزله است. اين سيستم بهگونهاي طراحي شده كه بتواند در برابر زلزلههاي با شدتهاي مختلف، از خفيف تا شديد، عملكرد بهينهاي از خود نشان دهد. طراحي اين ميراگر بهگونهاي است كه علاوه بر تسليمپذيري مناسب، امكان تنظيم سختي و ظرفيت جذب انرژي آن از طريق تغيير در تعداد و هندسهي فيوزهاي فلزي و يا تغيير در هندسهي بدنهي اصلي ميراگر فراهم ميشود. اين سيستم با دارا بودن دو يا چند سطح تسليم، قادر است انرژي ورودي ناشي از زلزلههاي خفيف تا شديد را بهطور مؤثر مستهلك كرده و از آسيبهاي جدي به سازه جلوگيري نمايد. در اين پژوهش، 16 نمونهي آزمايشگاهي در مقياس واقعي ساخته و تحت بارگذاريهاي يكنواخت و چرخهاي مورد آزمايش قرار گرفتند. اثرات متغيرهايي نظير قطر فيوزها، نوع اتصال و الگوي بارگذاري بر رفتار ميراگر بهطور جامع بررسي شد. همچنين، بهمنظور تحليل دقيقتر، مدلسازي عددي با استفاده از نرمافزار ABAQUS انجام شد و نتايج حاصل از تحليلهاي عددي با دادههاي آزمايشگاهي مقايسه و اعتبارسنجي گرديد. در ادامه، مطالعهي پارامتريك براي بررسي تأثير پارامترهاي مختلف بر عملكرد ميراگر انجام شد. نتايج ارزيابيها حاكي از آن است كه ميراگر پيشنهادي داراي رفتار هيسترزيس پايدار، شكلپذيري مناسب و ظرفيت اتلاف انرژي بالا است. از مزاياي كليدي اين سيستم ميتوان به تعويض آسان فيوزها پس از زلزله، كاهش نياز به تعميرات گستردهي سازه، طراحي ساده و استفاده از مواد استاندارد و در دسترس اشاره كرد كه آن را به گزينهاي مقرونبهصرفه براي كنترل غيرفعال سازهها تبديل ميكند. همچنين، اين ميراگر در مقايسه با نمونههاي سنتي، عملكرد پايدارتري داشته و نسبت به وزن اجزاي خود، انرژي بيشتري جذب ميكند. يافتههاي اين تحقيق نشان ميدهد كه استفاده از اين سيستم ميتواند علاوه بر كمك به كاهش نياز به تقويت مقاطع سازهاي و بهينهسازي طراحي لرزهاي در سازههاي جديد، بهعنوان يك راهكار مؤثر براي مقاومسازي سازهها مطرح شود.
-
كليدواژه لاتين
Passive control , Metallic yielding damper , Replaceable-fuse damper , Steel bar damper , Full-scale experiment , Quasi-static cyclic test , Supplemental energy dissipation
-
عنوان لاتين
Experimental and numerical evaluation of a two-stage yielding damper with replaceable steel core for structural protection under various seismic intensity levels
-
گروه آموزشي
مهندسي عمران
-
چكيده لاتين
This dissertation focuses on the design, development, and comprehensive evaluation—both experimental and numerical —of a novel two-stage yielding metallic damper incorporating replaceable steel fuses. The proposed damper is intended to enhance the seismic performance of structures by providing an increased capacity for energy dissipation across various seismic intensity levels.
The device consists of two main components: a steel body and a set of low-yield strength steel bars that act as energy-dissipating elements (fuses). It is specifically designed for installation along structural bracing members. The primary objective of this research is to develop an effective seismic control system characterized by high energy dissipation capability, stable cyclic performance, ease of fabrication and installation, cost-effectiveness, and the capacity for straightforward post-earthquake replacement of fuses.
A key feature of the damper lies in its configurability: both its stiffness and energy absorption capacity can be tailored through modifications to the number and geometry of the steel fuses, or through adjustments to the geometry of the main body. The incorporation of two or more yielding stages enables the system to dissipate seismic input energy efficiently and to mitigate structural damage under varying levels of seismic demand.
To experimentally validate the proposed concept, a total of sixteen full-scale damper specimens were fabricated and subjected to monotonic and cyclic loading protocols. The influence of key parameters—such as fuse diameter, connection type, and loading pattern—on damper performance was systematically investigated. In parallel, numerical simulations were conducted using ABAQUS finite element software, and the analytical results were validated against experimental findings. A subsequent parametric study further explored the effects of design variables on the damper’s mechanical response.
The results confirm that the proposed system exhibits stable hysteretic behavior, high ductility, and substantial energy dissipation capacity. Notable advantages of the damper include the ease of post-earthquake fuse replacement, reduced need for structural repairs, simplicity of design, and the use of standard, readily available materials—features that collectively render it a cost-effective solution for passive seismic control. Compared to conventional dampers, the system offers improved performance stability and a higher energy-to-weight absorption ratio. Overall, the findings demonstrate that the proposed damper is not only effective in optimizing the seismic design of new structures but also holds significant promise as a practical solution for the seismic retrofitting of existing buildings.
-
تعداد فصل ها
7
-
فهرست مطالب pdf
149824
-
لينک به اين مدرک :