نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

بررسی پارامتریک رفتار چرخه ای اتصال تیر به ستون با میراگرهای فلز-الاستومر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مهندسی عمران، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل
چکیده
یکی از گزینه ­های مطرح برای افزایش شکل‌پذیری و اتلاف انرژی سازه ­ها، استفاده از میراگرهای فلز-الاستومر در اتصالات خمشی می­ باشد. در مقالۀ حاضر، میراگر جدیدی از نوع فلز-الاستومر معرفی شده و به روش عددی به مطالعۀ رفتار لرزه ­ای آن تحت بار چرخه ­ای پرداخته شده است. میراگر بررسی‌شده در این تحقیق شامل یک لایه الاستومر برای کنترل ارتعاشات در سطح پایین و تعدادی پیچ تسلیمی برای اتلاف انرژی در زمین­لرزه ­های قوی می ­باشد. در پیکربندی جدید، علاوه بر تعبیۀ میراگر در پایین تیر که در مطالعات قبلی بررسی شده است، افزودن میراگر در بالای تیر نیز مدنظر قرار گرفته و تأثیر پارامترهای مختلف میراگر نظیر تعداد، قطر و ارتفاع پیچ‌های تسلیمی و همچنین ضخامت لایۀ الاستومر بر رفتار اتصالِ دارای میراگر بررسی و با رفتار اتصالِ فاقد میراگر مقایسه شده است. مدل­سازی نمونه ­های عددی در نرم‌افزار آباکوس انجام و با استفاده از نتایج تحقیقات قبلی، صحت­ سنجی شده است. بر اساس نتایج، سختی و مقاومت نمونه­ های دارای میراگر با تعداد پیچ تسلیمی کم در مقایسه با اتصال فاقد میراگر، بسیار پایین بوده و غیر قابل‌قبول می ­باشد (سختی در حدود 25% و مقاومت در حدود 40%). این درحالی است که با افزایش تعداد و قطر پیچ­ های تسلیمی، سختی و مقاومت اتصال دارای میراگر بهبود یافته و به مقدار متناظر اتصال فاقد میراگر می­ رسد. در عین حال، بیشینۀ کرنش­ های پلاستیک در اجزای اتصال تا بیش از 50% کاهش یافته و رفتار اتصال بهبود می­ یابد. گفتنی است سطح کرنش ­های پلاستیک در پیچ­ های تسلیمی نمونه­ های دارای دو میراگر کم‌تر از نمونۀ دارای یک میراگر است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A Parametric study on the Cyclic Behavior of Beam-to-Column Connections with Metal-Elastomer Dampers

چکیده English

One of the methods to increase the ductility and energy dissipation of structures is the use of metal-elastomer dampers in the moment connections. In this paper, a new metal-elastomer damper is introduced and its seismic behavior under cyclic load is evaluate numerically. The damper studied in this research includes an elastomer layer to control slight vibrations and a number of yielding bolts to dissipate energy in strong earthquakes. In the new configuration, placing two dampers at the top and bottom of the beam is considered as an alternative to the formerly studied connections with one damper at the bottom of the beam. The effect of different parameters such as the number, diameter and height of the yielding bolts as well as the thickness of the elastomer layer has been studied and compared to the connection without damper. Numerical models are created in Abaqus software and validated using results from previous studies. Based on the results, the stiffness and strength of the connections with dampers having few yielding bolts is very small compared to the rigid connection (stiffness about 25% and strength about 40%). As the number and diameter of the bolts increase, stiffness and strength of the connection increase reaching the corresponding values for the original connection. However, the maximum plastic strain in connection decreases by more than 50% which is a sign of improved behaviour. It is worthy to note that plastic stains in bolts of connections with two dampers are less than that of connections with one damper.

کلیدواژه‌ها English

Beam-Column Connection
Metal-Elastomer Damper
Yielding Member
Finite Element Modeling
Cyclic Behavior

  • تاریخ دریافت 15 شهریور 1403
  • تاریخ اولین انتشار 15 شهریور 1403
  • تاریخ انتشار 01 شهریور 1403