الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 48000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۷۶
کد مقاله
CVL76
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
ضریب اصلاح پاسخ قاب مهار بندی شده با مهاربند V شکل / هشتی به همراه میراگر اصطکاکی پال
نام انگلیسی
Response Modification Factor of Chevron Braced Frame with Pall Friction Damper
Steel Frame, Response Modification Factor, Pall Friction Damper, Push-Over Analysis, Non Linear Dynamic Analysis
مرجع به فارسی
مجله بین المللی مهندسی
مرجع به انگلیسی
IJE TRANSACTIONS B: Applications
کشور
ایران
ضریب اصلاح پاسخ قاب مهار بندی شده با مهاربند V شکل به همراه میراگر اصطکاکی پال
چکیده
در آیین نامه های فعلی طراحی ساختمان برای زلزله ، ضریب های اصلاح پاسخ بکار رفته (ضریب R) جهت کاهش نیروهای لرزه ای، برای مشخص نمودن ترازهای نیرو به تراز طراحی لرزه ای بستگی دارد. در سالهای اخیر نویسندگان زیادی تمایل بالای خود را برای توسعه سیستم های سازه ای لرزه ای نشان داده و مطالعات نظری و آزمایشگاهی مختلفی برای بررسی عملکرد میراگرها انجام گرفته است، اما کمتر به ضریب اصلاح پاسخ قاب های مهاربندی شده فولادی مجهز به میراگر اصطکاکی پرداخته شده است. در این تحقیق، تاثیر میراگر اصطکاکی پال به عنوان یک المان اضافه شده به سازه، بر روی مشخصات رفتار لرزه ای قاب های مهار بندی فولادی ارزیابی شده است. در طول تحلیل پوش آور(تحلیل بار افزون)، تحلیل دینامیکی غیرخطی برای بررسی مولفه های ضریب رفتار، اتخاذ شده است. برای این منظور سه قاب فولادی از طبقات ۵، ۸ و ۱۰ بدون درنظر گرفتن وجود میراگرها تحلیل شده، سپس هر قاب به میراگر اصطکاکی با بار لغزشی متفاوت – ۳ ، ۸ ، ۱۵، ۲۰ ، ۵۰ و ۱۰۰ در صدر وزن سازه – مجهز شده است. نتایج نشان می دهد که ضریب رفتار قاب مهار بندی شده با مهاربند V شکل مجهز به میراگر اصطکاکی به بار لغزشی آن وابسطه بوده و تغییر ضریب می تواند یک روش مناسب برای طراحی قاب های فولادی مجهز به میراگر اصطکاکی باشد.
پاسخ قاب مهاربند V شکل / هشتی به همراه میراگر اصطکاکی پال
۱- مقدمه
برای طراحی معمول ساختمان در برابر زلزله، مقاومت ساختمان بوسیله سختی، شکل پذیری و میرایی سازه تامین می گردد، لذا این امکان وجود دارد که مقدار انرژی قابل ملاحظه ای از طریق خرابی های موضعی یا مفصل های پلاستیک تشکیل شده در سیستم مقاوم جانبی سازه مستهلک گردد. عملکرد ساختمان را می توان با اضافه نمودن تجهیزات دیگری که میراگر گفته می شوند، افزایش داد. میراگرها به عنوان یک ابزار مقاوم سازی لرزه ای ساختمان در ساخت و ساز جدید، بخش بزرگی از انرژی داخلی را در قسمت های از پیش تعیین شده، مستهلک می نمایند، در نتیجه آسیب وارده به ساختمان کاهش می یابد[۱]. سیستم های میراگر جزو انواع سیستم های کنترل غیر فعال می باشند. مکانیسم های اتلاف انرژی میراگرهای غیرفعال در سیستم های میرایی غیرفعال بر پایه اصطکاک، رفتار ویسکوالاستیک، تسلیم فولادهای میراگر ویسکوز، TMD[1] ، TLD[2] و غیره می باشند. میراگر ویسکوالاستیک در زمان اصطکاک به سرعت حرکت وابسته بوده و تسلیم میراگر، تابعی از تغییرمکان می باشد تعداد زیادی از دستگاه های اصطکاک، تا حالا به صورت آزمایشگاهی تست شده اند، پال و مارش[۱] ، آیکِن و کِلی [۲] ، گریگورین و پوپوف [۳] ، و بسیار دیگری از آنها در ساختمان های سراسر جهان اجرا شده اند.
اولین سیستم میراگر اصطکاکی که به محل تقاطع مهاربندها در قاب مهاربندی x اعمال شده بود، توسط پال معرفی گردید و در یک ساختمان در کانادا مورد استفاده قرار گرفت. سپس، این میراگر در مهاربند های قطری و v شکل مورد استفاده قرار گرفت، برای مثال در ساختمان ایتون کاخ کانگر مونترال در سال ۲۰۰۰٫ نتایج آزمایش های انجام شده توسط فیلیاترات[۴] نشان داد که این سیستم می تواند عملکرد ساختمان را در طول مدت زلزله بالا ببرد. همچنین، میرایی و استهلاک انرژی بالای آن می تواند تغییرمکان ساختمان را در مقایسه با ظوابط بهسازی حالت معمولی، کاهش دهد. پاتل و گانگید[۵] اثر پارامتر های سیستم مانند نسبت بسامد و نسبت جرم را در پاسخ دینامیکی سازه های دوگانه بررسی کردند. مشاهده شد که نسبت بسامد، اثر قابل توجهی بر عملکرد میراگر اصطکاکی داشته، در حالی که اثر نسبت جرم، محدود می باشد. همچنین، سی. ال. نگ و وای. ال. خو[۶] کنترل پاسخ لرزه ای یک ساختمان را با بکارگیری میراگر های اصطکاکی به صورت مختلط در آن، ارزیابی نمودند. آنها دریافتند که پارامترهای مربوطه بر طراحی نیروی اصطکاکی بهینه اثرگذار و بهره وری شامل تغییرات تحریک زمین لرزه ای و تفاوت جرم طبقه، شماره طبقه و همچنین تعداد میراگر های نصب شده بین دو ساختمان را کنترل می کند. هر آیین نامه طراحی لرزه ای، ضوابط خاصی را برای طراحی سیستم های سازه ای ارائه می دهد. این ضوابط، نوع سیستم و حالت های خاص آن را در نظر گرفته، و برپایه همان متغیر هایی ست که مشخص می کنند سیستم چگونه رفتار خواهد کرد. در بیشتر آیین نامه های طراحی لرزه ای، بارهای جانبی از طریق روش استاتیکی معادل که در آن ضریب رفتار یک تاثیر اساسی دارد، تعیین می شوند. در سال های اخیر، تحقیقات نقش سیستم سازه ای را در برآورد ضریب R نشان داده اند.
میراگر اصطکاکی
در ساختمان های بلندی که در آنها نمی توان از جداسازهای پی استفاده نمود، می توان از میراگرهای اضافی استفاده کرد. از میان تمامی روش های موجود برای استهلاک انرژی جنبشی در ساختمان ها، گسترده ترین روش اتخاذ شده بکارگیری میراگرهای اصطکاکی می باشد. مکانیزک میراگرهای اصطکاکی براساس اصطکاک بین بدنه های سخت میراگر می باشد که با پیچ و مهره های فولادی پرمقاومت بهمدیگر چفت شده اند. فلز پایه انتخاب شده برای این قسمت های میراگر، بسیار قابل توجهی می باشد. مواد مختلفی برای سطوح لغزنده مورد استفاده قرار می گیرند، که شامل فولاد با لایه عایق کاری شده، فولاد آبکاری شده با برنج می باشد. همچنین برای اتصالات پیچ و مهره ای، ترکیبی از گرافیت لغزنده با برنز و آلیاژهای دیگر بر روی فولاد، می تواند مورد استفاده قرار گیرد. تمامی میراگرهای اصطکاکی به گونه ای عمل می کنند که دارای یک قسمت ثابت هستند و دیگر قسمت ها به صورت متحرک بر روی آن می لغزند. لغزش در تراز معینی از نیرو اتفاق می افتد. این نوع میراگرهای در رده میراگرهای هیسترتیک قرار گرفته و دارای حلقه های هیسترتیک ماندگار بوده و بر پایه قانون اصطکاک کلومب کار می کنند. شکل ۱ تعدادی از مدل های هیسترتیک میراگر های اصطکاکی را نشان می دهد. لی و پارک[۱۱]. همانطور که می توان در هر چرخه مشاهده نمود، میراگر اصطکاکی استهلاک انرژی بالاتری در مقایسه با دیگر میراگرها دارد.
ضریب رفتار (ضریب R)
ضریب رفتار، نسبت مقاومت لازم برای ماندن سازه در حالت الاستیک به مقاومت طراحی حالت غیرالاستیک سازه می باشد. به بیان دیگر، ضریب رفتار یک ضریب کاهش نیرو است که برای تقلیل دادن طیف پاسخ الاستیک خطی به طیف پاسخ غیرالاستیک بکار می رود. شکل ۲ یک نمونه از نمودار برش پایه برحسب تغییر مکان سقف را نشان می دهد. نیروی الاستیک مورد نیاز به صورت بیان شده است.
۲- مدلسازی و مفروضات
سیستم سازه ای اتخاذ شده در این تحقیق، قاب مهاربندی شده با مهاربند v شکل(شِورُن) می باشد. طول دهانه و ارتفاع قاب ها، به ترتیب ۵ و ۳ متر هستند. قاب ها در تعداد طبقات ۵ ، ۸ و ۱۰ طبقه به صورت جداگانه تحلیل شده اند. بر اساس این فرض که پاسخ های لرزه ای در دو جهت موازی، مستقل هستند، در تمام محاسبات طراحی و شبیه سازی های پاسخ سازه ای، از یک مدل قاب صفحه ای دوبعدی استفاده شده است. تمام اتصالات به صورت گیردار درنظر گرفته شده اند. پس ایجاد مدل هندسی و بارگذاری مطابق آیین نامه ایران برای طراحی ساختمان در برابر زلزله(۲۰۰۵)، با فرض قرارگیری محل ساختمان در حوزه لرزه ای و ضریب رفتار ، برای تحلیل مدل تحت توزیع بار لرزه ای، تحلیل استاتیکی معادل انجام شده است. در تمامی مدل ها، طبقه بالا ۲۵ ٪ سبک تر از طبقات دیگر است. از مقاطع IPE ، IPB و باکس(BOX) به ترتیب برای تیر ها، ستون ها و مهاربند ها استفاده شده است.
مدلسازی میراگر
طراحی میراگر اصطکاکی پال بر اساس مقدار بار لغرشی است که به آن اختصاص داده می شود. در واقع، سختی بوجود آمده در سازه مجهز به میراگر اصطکاکی پال، بستگی به بار لغزش دارد. در این تحقیق بارهای لغرش به صورت درصد متغیری از وزن سازه در نظر گرفته شده اند و لذا می توانیم درک روشنتری از بار بهینه را مجسم کنیم و همچنین ارزیابی دقیق تری از تاثیر بارهای لغزشی مختلف در پاسخ سازه داشته باشیم. وزن هریک از طبقات مطابق با بارهای استاتیکی جانبی معادل برای یک ساختمان معمولی با ضریب اهمیت ۱ تعریف شده است. برای این منظور در هر قاب مدل شده، پس از طراحی سازه، می توان وزن کلی را بدست آورده؛ سپس مقادیر ۳ ، ۸ ، ۱۵ ، ۲۰ ، ۵۰ و ۱۰۰ درصد از وزن کل، محاسبه شده است. برای هر سه قاب، این مقدار ها به صورت یکنواخت در بین میراگرها در هر تراز توزیع شده اند. همچنین ضریب میرایی برای چند مود اول تاثیرگذار، در نظر گرفته شده است. برای مدلسازی میراگر در نرم افزار ۲۰۰۰SAP ، [۱۰] ، المان پلاستیک وِن[۱] استفاده شده است که می توان پارامترهای آن را برای ارائه یک رفتار مناسب از قانون اصطکاک کلومب، تنظیم نمود، شکل ۳٫
تحلیل غیر خطی
پس از تحلیل خطی و طراحی اعضا، مفاصل پلاستیک مطابق با بهسازی لرزه ای موجود در بخش شکل پذیری آیین نامه، به نقاطی که بیشترین احتمال تغییر شکل پلاستیک را دارند، اختصاص داده می شوند. مفاصل خمشی( ) ، مفاصل برشی( ) به ترتیب، به هر دو انتها و وسط تیر تخصیص داده می شوند. مفاصل محوری(P) به وسط مهاربند ها و مفاصل خمشی-محوری( ) به دو انتهای ستون ها اختصاص داده می شوند.
– تحلیل استاتیکی غیر خطی
در ابتدا، مدل ها تحت بار ثقلی( )و سپس تحت توزیع بار جانبی مشخصی، تحلیل می شوند. توزیع بار جانبی در ارتفاع سازه مطابق معادلات (۷ و ۸) می باشد:
– تحلیل تاریخچه زمانی
در این تحقیق به منظور بررسی رفتار واقعی قاب ها و اطمینان از درستی و دقت نتایج در تحلیل استاتیکی، همگی مدل ها تحت رکورد های زلزله منجیل، ناغان و طبس تحلیل شده اند. در هر مدل، ضریب مقیاس رکورد ها، به گونه ای تغییر داده شده که تغییرمکان نسبی طبقات، به معیارهای ذکر شده در بخش (۲-۲-۱) برسد.
پاسخ قاب مهاربند V شکل / هشتی به همراه میراگر اصطکاکی پال
۳- نتایج و بحث
تحلیل استاتیکی غیرخطی
به منظور نشان دادن روش تحلیل غیرخطی استاتیکی، به عنوان مثال یک قاب پنج طبقه مجهز به میراگر اصطکاکی پال با بار لغزش ۸% وزن سازه، توضیح داده شده است. پس از تحلیل استاتیکی غیرخطی، جهت بررسی دقت مدلسازی و درستی عملکرد میراگر ها در نرم افزار ۲۰۰۰SAP ، و همچنین درنظر گرفتن رفتار یکسان برای پیوند ها در تمامی طبقات یک قاب، به عنوان مثال، منحنی اسکلتی پیوند در سومین طبقه، پس از تحلیل پوش آور در شکل ۶ نشان داده شده است. می توان مشاهده نمود که رفتار المان پلاستیک وِن، مانند رفتار اصطکاک کلومبی، در حلقه رخ می دهد.
تحلیل دینامیکی غیرخطی
با توجه به شدت، زمان تناوب و بسامد بدست آمده از رکوردهای مختلف، پاسخ لرزه ای سازه متفاوت خواهد بود. این ادعا بوسیله نتایج تحلیل های دینامیکی تحت رکوردهای زلزله طبس، ناغان و منجیل اثبات می گردد. نتایج نشان می دهند که ضریب R به پارامتر های سازه مانند زمان تناوب اصلی و همچنین خصوصیات رکورد ها بستگی دارد. بنابراین با استفاده از تحلیل دینامیکی، مقاومت الاستیک و مقاومت پلاستیک سازه مشخص می شوند و می توان ضریب کاهش شکل پذیری را مستقیما تعیین نمود ( ).
پاسخ قاب مهاربند V شکل / هشتی به همراه میراگر اصطکاکی پال
۴- نتیجه گیری
در این تحقیق، امکان وجود میراگر اصطکاکی در قاب مهاربندی شده با مهار v شکل بررسی شده و تاثیر آن بر پارامترهای لرزه ای سازه مانند ضریب کاهش شکل پذیری، مقاومت مازاد و ضریب شکل سازه ارزیابی شده است. برای انجام آنچه که اشاره شد، مدل های با بار های لغزش مختلف در سه ارتفاع متفاوت (۵ ، ۸ و ۱۰ طبقه) تحت تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیر خطی، تحلیل شده اند(۲۱ قاب). در این بخش نتایج تحقیق ارائه می گردد.
با توجه به تحلیل پوش آور(تحلیل بار افزون):
با افزایش بار لغزی میراگر اصطکاکی، تغییرمکان کاهش می یابد و منحنی ظرفیت به منحنی مهاربند v شکل(شِورُن) نزدیک می گردد، چنانکه در ۱۰۰% بار لغزش، منحنی های ظرفیت منطبق بر منحنی های مهاربند v شکل می گردند.
در تمامی قاب ها، با افزایش بار لغزش تا ۵۰% ، ضریب کاهش شکل پذیری، افزایش و ظرفیت جانبی، کاهش می یابد که منجر به افزایش ملایم ضریب R می گردد.
نتایج تحلیل دینامیکی نشان می دهدکه:
با افزایش ارتفاع قاب، ضریب رفتار کاهش می یابد، اما در تحلیل استاتیکی غیرخطی این روند برای بار های لغزش بیشتر از ۵۰% دیده می شود.
در تحلیل دینامیکی همچنانکه بار لغزش افزایش می یابد، مقاومت مازاد سازه افزایش یافته درحالیکه شکل پذیری افزایش می یابد و سپس کاهش می یابد.
با درنظر گرفتن نتایج متوسط تمامی رکورد ها، می توان گفت که: ضریب رفتار مدل های ۵ ، ۶ و ۱۰ طبقه در بار لغزش بهینه به بالاترین مقدار خود، می رسد.
در نهایت، نتایج نشان می دهد که تغییرات نتایج تحلیل های استاتیکی با نتایج تحلیل های دینامیکی برای ضریب R ، مطابقت ندارد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
