در مورد استفاده از سرعت نسبی مابین طبقات برای تقویت لرزه ای با چارچوب های فولادی به همراه میراگرهای چسبناک

On the use of interstorey velocity for the seismic retrofit of steel frames with viscous dampers

چکیده
1- مقدمه
2- تحلیل های لرزه ای از قاب های مقاومت گشتاور صفحه فولادی
2-1- MRF های در نظر گرفته شده
2-2- حرکات لرزه ای زمین و مدل سازی برای تحلیل غیر خطی غیر الاستیک
3- محاسبه و استفاده از معادله ی IV
4- استفاده از IV در تقویت های لرزه ای از یک MRF با میراگر های لزج
5- نتایج برای قاب های تقویت شده و مباحث در این زمینه
6- جمع بندی و نیاز های آتی
منابع

چکیده

یک فرمول ساده در این مطالعه ارائه شده است که سرعت نسبی بین طبقات در سازه های قاب فولادی را در سطوح خاص جابجایی نسبی بین طبقات، ارائه می کند. معادله ی ارائه شده به صورت آماری از تغییرات سرعت نسبی کف همراه با بیشترین مقدار سرعت سازه، به دست آمده است. این نتایج بر اساس تحلیل پیشینه زمانی غیر الاستیک غیر خطی از تعدادی از گشتاور فولادی صفحه ای در قاب های مقاومت کننده، به دست آمده است. ما می توانیم از این مطالعه برای اهداف محاسباتی تقویت های لرزه ای استفاده کنیم، یعنی برای مشخص کردن ابعاد میراگر های لزج خطی یا غیر خطی که قرار است در یک قاب فولادی قرار بگیرند. یک نمونه ی عددی دقیق نیز ارائه شده است و جمع بندی مرتبط با صحت و قابلیت کاربرد سرعت میان طبقات نیز در انتهای این مقاله ، مطرح شده است.

6- جمع بندی و نیاز های آتی

در این کار ، معادله هایی ارائه شده است که می تواند یک تخمین سریع و راحت برای IV در سطوح خاص IDR ارائه کند که می توان از آن ها برای MRF های فولادی استفاده کرد . معادله های ارائه شده همبستگی خوبی با کران های بالا و پایین این سطوح IDR دارند. معادله های IV، متناظر با این سطوح خاص IDR سپس در روند تقویت لرزه ای برای MRF های فولادی صفحه ای مورد استفاده قرار می گیرند که در آن ها، میراگر های لزج قرار داده شده اند. این تقویت ها برای دو سطح از نیاز لرزه ای ( از نظر میانگین طیف شتاب سنجی) و اهداف مختلف برای هر کدام از بازه های خاص IDR ، انجام می شوند. ضریب های میرایی هر کدام از این میراگر های لزج خطی و غیر خطی مورد استفاده برای این تقویت ها، با استفاده از معادله های IV به دست می آیند که برای بازه های IDR هدف ارائه شده اند. تقویت های ایجاد شده با استفاده از این میراگر ها بر روی MRF های فولادی تحت تحلیل پیشینه ی زمانی غیر خطی قرار می گیرند و نتایج پاسخ ها از نظر IDR ، IV و بیشترین نیروی میرایی محاسبه می شود که این محاسبه شامل مقادیر میانگین آن ها هم می باشد.

Abstract

A simple formula is proposed that provides interstorey velocities of steel framed structures at specific interstorey drift levels. The proposed equation is statistically derived from the variation of floor relative velocity results along the height of the structure. These results are obtained by non-linear inelastic time history analyses of a number of plane steel moment resisting frames. The proposed equation can then be used for seismic retrofit purposes, i.e., in dimensioning the linear or non-linear viscous dampers to be inserted in a steel frame. A detailed numerical example is provided and conclusions regarding the accuracy and the potential use of interstorey velocity are drawn.

6- Synopsis and future needs

In this work expressions that provide an easy and quick estimation of IV for specific IDR levels are proposed for plane steel MRFs. The proposed expressions have a good correlation with the upper and lower limits of these limit IDR levels. The IV expressions, corresponding to these specific IDR levels, are then employed in a seismic retrofit procedure for a plane steel MRF in which viscous dampers are inserted. The retrofit is performed for two levels of seismic demand (in terms of mean acceleration spectra) and targets for each one a specific IDR range. The damping coefficients of either the linear or the non-linear viscous dampers used for retrofit are obtained using the IV expressions given for the target IDR. The retrofitted with dampers steel MRF is subjected to non-linear time history analyses and response results in terms of IDRs, IVs and maximum damper forces are computed, involving their mean values.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

در مورد استفاده از سرعت نسبی مابین طبقات برای تقویت لرزه ای با چارچوب های فولادی به همراه میراگرهای چسبناک

On the use of interstorey velocity for the seismic retrofit of steel frames with viscous dampers

مطالعه بهینه سازی برای دمپرهای چسبناک بین ساختمان های مجاور

An optimization study for viscous dampers between adjacent buildings

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

سیستم های مکانیکی و پردازش سیگنال 

Mechanical Systems and Signal Processing

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مطالعه بهینه سازی برای دمپرهای چسبناک بین ساختمان های مجاور

An optimization study for viscous dampers between adjacent buildings

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

رفتار تناوبی میراگرهای فلزی برشی و خمشی

Cyclic behavior of shear-and-flexural yielding metallic dampers

چکیده

1. مقدمه

2. اهداف این مطالعه

3. ایده اصلی و طراحی میراگر با تسلیم ترکیبی

4. مطالعه آزمایشی

4 . 1 . نمونه های آزمایشی

4 .2 . ساخت نمونه ها

4 .3 . چینش برای تست

4 .4 . ابزار و سنسورها

4 .5 . روند جابجایی ها

4 .6 . ویژگی های مواد

5. نتایج آزمایش

5 .1 . پاسخ هیسترتیک

5 .2. مقاومت جانبی:

5 .3. استهلاک انرژی و میرایی

5 .4. چگونگی و میزان کرنش

5 .5. مکانیزم تسلیم و رفتار اتصالات

6. بحث

6 .1. پیش بینی تحلیلی پاسخ سیکلی

6 .2. مقایسه نتایج آزمایش با مقادیر طراحی

7. نتیجه گیری

چکیده

پتانسیل استهلاک انرژی یک میراگر فلزی تا حد زیادی به پاسخ هیسترتیک به دست آمده ناشی از تغییر شکل غیر ارتجاعی صفحات در حالت های بارگذاری محوری، خمشی و یا برشی بستگی دارد.در این مطالعه، یک دستگاه استهلاک انرژی منفعل متشکل از یک سری صفحات فولادی که توانایی تسلیم برشی و خمشی داشتند، تحت بار گذاری دوره ای در آزمایشگاه قرار گرفته و بررسی شدند. دو صفحه ی پایانی با پیکربندی X مجاز به تسلیم شدن تحت عملکرد خمشی شدند، در حالی که صفحه مستطیل شکل بال دستگاه، مجاز به استهلاک انرژی از طریق تسلیم شدن برشی است. سه مقدار از تسلیم برشی و خمشی دستگاههای میراگر (SAFYD) بر اساس تغییر اندازه صفحات خمشی و برشی مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای اصلی مورد مطالعه عبارتند از:  ظرفیت تحمل بار، پاسخ هیسترتیک، استهلاک انرژی، میرایی ویسکوز معادل، و انعطاف پذیری. تجزیه و تحلیل المان محدود به منظور پیش بینی مقاومت نهایی و پاسخ هیسترتیک نمونه آزمایش انجام شده است. نتایج آزمایش به خوبی با نتایج پیش بینی شده همخوانی دارد. در نهایت، یک روش طراحی شده که با توجه به  میزان بار جانبی داده شده، نسبت صفحات خمشی و برشی دستگاه های SAFYD را ارائه می دهد.

1. مقدمه

روش معمول استهلاک انرژی در یک ساختمان بدین منظور است که اجازه ی ایجاد خسارتهای سازه ای موضعی (به عنوان مثال، مفصل پلاستیک) در عناصر مقاوم در برابر بارگزاری جانبی اولیه بدهد. این عناصر آسیب دیده، نیاز به جایگزینی کامل یا اصلاح گسترده در سناریوی بعد از زلزله دارد تا به مقاومت جانبی ، سختی جانبی، تغییر شکل، و استهلاک یا حذف انرژی اولیه ی خود برسد. تعدادی از تکنیک های نوآورانه، به منظور بهبود عملکرد سازه ها، با به حداقل رساندن خسارتها در بارگزاری اولیه، در عناصر مقاوم در برابر زلزله، توسعه یافته اند. معمولا، استفاده از جداساز لرزه ای در فونداسیون یک ساختمان یکی از تکنیک های مورد استفاده برای افزایش انعطاف پذیری سازه می باشد که منعکس کننده بخش عمده ای از انرژی زلزله است[1-4]. تکنیک های مدرن کنترل پاسخ لرزه ای شامل نصب و راه اندازی دستگاههای مکمل استهلاک یا جذب انرژی در سازه ها می باشد. هدف اولیه اضافه کردن این دستگاه های مکمل به یک ساختمان، استهلاک انرژی لرزه ای از طریق رفتار هیسترتیک به وسیله ی عناصر خاص طراحی شده و جلوگیری از خسارت موضعی در عناصر مقاوم ساختمان در برابر بارگزاری اولیه است.

7. نتیجه گیری

نتایج زیر را می توان از این تحقیق بدست آورد:

• ترکیب تسلیم ورق های خمشی و برشی در میراگرهای فلزی به مقدار قابل توجهی پتانسیل ظرفیت بابری جانبی و اتلاف انرژی را در مقایسه با میراگرهای ADAS و دستگاه های انصال برشی افزایش می دهد. در میزان یکسانی از مقاومت جانبی و اتلاف انرژی، دستگاه های SAFYD می توانند به میزان قابل توجهی باعث صرفه جویی در مصالح و هزینه شوند. 

Abstract

The energy dissipation potential of a metallic damper largely depends on the hysteretic response achieved due to the inelastic deformation of plates under either axial or flexural or shear loading. In this study, a passive energy dissipation device consisting of a series of steel plates capable of yielding in both flexure and shear has been experimentally investigated under cyclic loading. Two end plates of X-configuration are allowed to yield under flexural action, whereas a rectangular web plate of the device is allowed to dissipate energy through shear yielding. Three shear-and-flexural yielding damping (SAFYD) devices are studied by varying the size of both flexure and shear plates. The main parameters investigated are load-carrying capacity, hysteretic response, energy dissipation, equivalent viscous damping, and ductility. A finite element analysis has been carried out to predict the ultimate resistance and hysteretic response of the test specimen. The predicted results matched reasonably well with the test results. Finally, a design procedure has been proposed to proportion the flexure and shear plates of SAFYD devices for a given lateral load demand.

1. Introduction

Conventional approach of energy dissipation in a structure is to allow the localized structural damages (i.e., plastic hinges) in the primary lateral load-resisting elements. These damaged elements require either complete replacement or extensive modification in the postearthquake scenario in order to restore their lateral strength, lateral stiffness, deformability, and energy dissipation/absorption mechanism. A number of innovative techniques have been developed to improve the performance of structures subjected to earthquake excitations by minimizing the damages in the primary load-resisting elements. Traditionally, seismic isolation at the foundation level of a structure is one of the techniques used to increase the structural flexibility, thereby, reflecting a major portion of the earthquake energy [1–4]. The modern techniques of controlling seismic response involve the installation of supplemental energy dissipating/absorbing devices in the structures. The primary aim of adding these supplemental devices in a structure is to dissipate the seismic energy through the hysteretic behavior of specially designed elements and to avoid the localized damages in the primary load-resisting structural elements.

7. Conclusions

The following conclusions can be drawn from the present study:

• The combination of shear and flexural yielding of plates in metallic dampers significantly increases the lateral load carrying capacity and the energy dissipation potential as compared to the ADAS and shear link devices. A considerable saving in materials and cost can be achieved in the case of SAFYD devices for the same level of lateral strength and energy dissipation.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

رفتار تناوبی میراگرهای فلزی برشی و خمشی

Cyclic behavior of shear-and-flexural yielding metallic dampers

اثرات دمپر جرمی تنظیم شده بر پاسخ سازه های چند طبقه مشاهده شده در آزمون سانتریفیوژ ژئوتکنیک

Tuned mass damper effects on the response of multi-storied structures observed in geotechnical centrifuge tests

Abstract

Tuned mass dampers (TMDs) are widely used to reduce vibrations in structures. However, very little research is available on the experimental investigation of TMDs and their performance in soil-structure systems. In this paper, a series of geotechnical centrifuge tests was conducted to investigate the effects of TMDs on the response of a multiple-storey sway frame structure undergoing dynamic soil-structure interaction (SSI). Structural responses were recorded for a wide range of input motion characteristics, damper configurations and soil profiles. The practicality associated with the use of TMDs in the damping of resonant structures in light of unexpected earthquake characteristics different from design earthquakes was experimentally demonstrated. Tuning a TMD to soil-structure system properties rather than fixed-base structural properties was found to double the improvement in damping and reduce the original peak response by nearly half. The potential effectiveness of a de-tuned mass damper in light of significant SSI was also demonstrated.

1 Introduction

A popular method of mitigating risks from earthquakes to structures is the use of vibration resisting devices. A tuned mass damper (TMD) is one of the simplest and most reliable vibration control devices in existence today and has been widely installed in many structures around the world [1]. It operates through the dissipation of vibrational energy induced in a structure, which is achieved through the combined action of inertial dissipation and material damping [2].

The overwhelming majority of TMDs in use today are linear and passive in nature, the latter meaning that they are not externally driven but that they react solely in response to the motion of the floor in which they are installed. Passive linear TMDs are well understood and have been shown to be very effective and reliable in practice [3]. In the case of fixed-base structures, tuning of the natural frequency of the TMD to the pre-dominant modal frequency of the structure is desired to ensure the damper’s optimum operational efficiency [4]. In reality however, inclusion of soil flexibility is expected to result in an overall decrease in stiffness and a different natural frequency of the soil-structure system in comparison to the fixed-base structure [5]. By means of shaking table testing under 1 g conditions Jabary and Madabhushi [6] experimentally demonstrated that TMD performance is optimum when the natural frequency of the TMD is tuned to the predominant modal frequency of the soil-structure system.

With the aim of reducing one or more structural response parameters, past studies into TMDs have focused on the development of analytical expressions for the optimisation of the TMD parameters mass, stiffness and damping. Occasional parametric verifications of such analytical expressions have made reference to very specific model structures with a limited number of defined variables in structural and soil properties. Studies into the response of structures considering their interaction with the foundation soil and the TMD have been performed by several authors [2,7,8]. However, prior to Ghosh and Basu [9] very few authors had looked into the effects of altered structural properties as a result of soil-structure interaction (SSI) on the performance of TMDs in seismic vibration control. Ghosh and Basu [9] investigated SSI effects on the TMD performance in a single-degree-of-freedom structure. Nevertheless, their numerical study was based on many simplifications, most notably their assumption of linearity of the soil’s stress–strain behaviour. Furthermore, the efficiency with which TMDs operate in practice is often reduced considerably compared to theoretically developed responses [10]. In addition to these general drawbacks associated with theoretical studies that have been conducted on TMD performance, the bulk of such studies considered the long-established use of TMDs in windexcited structures, with the use of TMDs in seismically-excited structures being a relatively new concept that has not been as extensively explored [11,12].

The aim of this paper is to overcome limitations of theoretical analyses of TMD performance through the experimental investigation of TMD effects on the response of a multiple-storey sway frame structure undergoing dynamic SSI. No such studies have been performed to date using geotechnical centrifuge testing. For the purpose of this study a series of centrifuge tests was conducted on a range of structure–damper configurations. Two different soil profiles and multiple earthquake scenarios were recreated by subjecting various soil-structure models to an extensive range of input motion characteristics.

مطالعه تجربی و عددی یک دمپر اصطکاک قابل تنظیم جدید

Experimental and numerical study of a new adjustable frictional damper

چکیده

1- مقدمه

2 – اجزاء و مکانیزم میراگر اصطکاک قابل تنظیم

3- محاسبات طراحی AFD

4- مطالعه تجربی رفتار هیسترتیک AFD

4-1- فرایند ساخت نمونه اولیه AFD

4-2- تنظیم آزمایش

4-3- بارگذاری استاتیک

4-4- بارگذاری دینامیک

5- مطالعه عددی رفتار هیسترتیک AFD

5-1- تحلیل مکانیکی

5-2- تحلیل حرارتی

6- میرایی چسبنده معادل

7- AFD به عنوان یک میراگر غیرفعال

8- نتیجه گیری

منابع

چکیده

در این مقاله مفهوم یک میراگر اصطکاک نیمه فعال ، بنام میراگر اصطکاک تنظیم شده (AFD) معرفی شده است. نیروی بهم فشردگی چنین میراگری توسط فشار هیدرولیکی امن شده است، که نه تنها هزینه های تولید را کاهش می دهد، بلکه آن را برای کنترل پاسخ لرزه ای سازه با تغییر نیروی بهم فشردگی میراگرها، ممکن می سازد.
رفتار هیسترتیک AFD با استفاده از اندازه های تجربی همانند مدل عددی بررسی شده است.فرایند تجربی درگیر آزمون هایی با فشار هیدرولیکی مختلف(که باعث ایجاد نیروهای اصطکاک مختلف می شود)در نزدیکی بارگذاری ایستا همانند بارگذاری دینامیک با فرکانس های مختلف می باشد. نتایج نشان می دهد که میراگر پیشنهادی دارای جذب انرژی قابل توجهی توسط حلقه های هیسترتیک ثابت است، که می تواند برای افزایش عملکرد سازه های مورد نظر تحت بارهای زلزله با شدت های مختلف استفاده شود. ویژگی های جابجایی نیرو AFD مانند بار لغزش، انرژی تخلیه شده، سفتی(سختی) مؤثر و میرایی چسبنده معادل برای دور های متوالی بارگذاری محاسبه شده است. سیستم بر اساس نیازمندی های دستگاه های وابسته به جابجایی بر طبق مشخصات ASCE / SEI 41-06 توصیف شده است. علاوه بر این، رفتار هیسترتیک AFD توسط روش عددی مورد مطالعه قرار می گرفته و توافق نزدیک بین نتایج آزمایشگاهی و عددی مشاهده شده است.

8- نتیجه گیری

یک میراگر اصطکاک نیمه فعال به نام میراگر اصطکاک قابل تنظیم (AFD) معرفی شده بود. نیروی بهم فشردگی چنین میراگری توسطفشار هیدرولیکی تامین شده است. بر خلاف انواع دیگر میراگر های اصطکاک نیمه فعال، AFDها برای ساخت سازه ها مناسب هستند و دارای هزینه موثرتری برای تولید آسان و تعمیر کمتر هستند. یکی دیگر از مزیت های مهم AFD این است که تمرکز دوباره یک نگرانی طولانی مدت نیست. مطالعات تجربی AFD نشان می دهد که عملکرد دستگاه قابل پیش بینی است از اینرو برای اندازه گیری فشار هیدرولیک کاملا آسان و همچنین قابل اعتماد است زیرا واپاشی بار لغزشی در طول چرخه ها در محدوده قابل قبولی از مشخصات ASCE / SEI 41-06 قرار دارد. خصوصیات جابجایی نیرو AFD مانند بار لغزش،انرژی تخلیه شده، سختی مؤثر و میرایی چسبنده معادل برای چرخه های متوالی بارگذاری محاسبه شده اند و بر اساس الزامات مورد نیاز مشخصات ASCE / SEI 41-06 تعیین شده اند. اثرات بارگذاری دینامیک(فرکانس های مختلف) نیز در نظر گرفته شده است. رفتار مشابه با بارگذاری استاتیک مشاهده شده است. مدل عددی که شرایط آزمایش را تقلید می کند ساخته شده و مورد مطالعه قرار گرفت. توافق نزدیکی در شرایط منحنی جابجایی نیرو هیسترتیک بدست آمده بود.

Abstract

In this paper, the concept of a semi active frictional damper called Adjustable Frictional Damper (AFD) is introduced. The clamping force of such damper is secured by hydraulic pressure, which not only reduces the manufacturing costs but also makes it possible to control the seismic response of the structure by changing the clamping force of the dampers. The hysteretic behavior of AFD is studied by experimental means as well as by numerical model. Experimental process involves tests with various hydraulic pressures (which cause various frictional forces) at nearly static loading as well as dynamic loading with various frequencies. The results show that the proposed damper has significant energy absorption by stable hysteretic loops, which can be used for enhancement of the performance of structures subjected to earthquake loads with various intensities. Force–displacement characteristics of AFD such as slippage load, dissipated energy, effective stiffness and equivalent viscous damping for consecutive cycles of loading is calculated. The system is qualified based on the requirements for displacement-dependent devices according to ASCE/SEI 41-06 specification. Furthermore, the hysteretic behavior of AFD is studied by numerical method and a close agreement between the experimental and numerical results is observed.

8- Conclusions

A semi-active frictional damper which is called Adjustable Frictional Damper (AFD) was introduced. The clamping force of such damper is secured by hydraulic pressure. Unlike other kinds of semi-active frictional dampers, AFDs are applicable to building structures and they are more cost effective because of easy manufacturing and low maintenance. Another important advantage of AFD is that re-centering is no longer a concern. Experimental studies of AFD show that the performance of the device is predictable since it is quite easy to measure the hydraulic pressure and also reliable since decay of slippage load over the cycles is in an acceptable range of ASCE/SEI 41-06 specification. The force– displacement characteristics of AFD such as slippage load, dissipated energy, effective stiffness and equivalent viscous damping for consecutive cycles of loading were calculated and qualified based on the requirements of the ASCE/SEI 41-06 specification. The effects of dynamic loading (various frequencies) also were considered. Similar behavior as static loading was observed. Numerical model which simulates the test conditions was constructed and studied. Close agreement in terms of hysteretic force–displacement curve was achieved.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مطالعه تجربی و عددی یک دمپر اصطکاک قابل تنظیم جدید

Experimental and numerical study of a new adjustable frictional damper

بررسی تجربی میراگر پنل برشی فولاد با مقاومت تسلیم پایین تحت بارگیری های متفاوت

Experimental investigation on the low-yield-strength steel shear panel damper under different loading

چکیده

1- مقدمه

2- LYSPD

2-1- عملکرد فولاد با مقاومت تسلیم پایین

2-2- ساختمان LYSPD

3- جزئیات آزمایش

3-1- دستگاه آزمایش

3-2- روش انجام آزمایش

4- نتایج و بحث و بررسی

4-1- مود گسیختگی

4-2- آزمایش‌های استاتیکی و دینامیکی با دامنه‌ی ثابت

4-3- مدل‌سازی

4-4- آزمایش امواج لرزه‌ای

5- نتایج

چکیده

به منظور بررسی هرچه با دقت‌تر رفتار هیسترتیک میراگر پنل برشی فولادی با مقاومت تسلیم پایین (LYSPD)، تحلیل سازه باید به صورت دینامیکی صورت گیرد. تا کنون مدل‌های تحلیلی مختلفی به منظور بررسی رفتار هیسترتیک LYSPD، مبتنی بر نتایج آزمایش‌های استاتیکی ارائه شده است. این در حالی است که ممکن است نتایج تحت تأثیر سرعت بارگذاری دینامیکی، تاریخچه بارگذاری و افزایش درجه حرارت دست‌خوش تغییر شوند. در این پژوهش یک سری تحقیقات آزمایشگاهی به صورت استاتیکی و دینامیکی در کنار هم انجام گرفته‌اند. که در منحنی‌های هیسترزیس حاصله، تفاوت آشکار دو روش استاتیکی و دینامیکی قابل رؤیت است. این منحنی‌ها بیانگر این امر است که شرح دقیق رفتار غیرخطی LYSPD، تحت بارگذاری استاتیکی بی‌معنی است. بنابراین بهتر است به منظور توصیف رفتار هیسترتیک LYSPD، تحت موج دینامیکی تصادفی، به جای رفتار غیرخطی  LYSPD، از سخت‌شدگی کرنش ناشی از سرعت بارگذاری دینامیکی و مدل‌های الاستوپلاستیک کامل استفاده شود.

1- مقدمه

در حال حاضر به منظور جذب انرژی‌های انفعالی در طراحی لرزه‌ای سازه‌ها، از میراگرها استفاده‌ فراوانی می‌شود [3-1]. در روش‌های طراحی، میراگری که در ساختمان یا پل نصب می‌شود، مانند دستگاه ثابتی عمل می‌کند که تحت زلزله کوچکی قرار دارد، این در حالی است که نقش بسیار مهم اتلاف انرژی را در طول زلزله بر عهده دارد. به منظور جلوگیری از گسیختگی سازه، با تنظیم سطح مقطع و یا تعداد میراگرها، می‌توان نیروی مؤثر میراگر را به مقدار کم‌تر از نیروی تسلیم سازه رساند. در واقع میراگر مانند یک فیوز عمل کرده و عمده‌ی نیروی زلزله را تلف می‌کند. این در حالی است که سازه در طول زلزله دست‌ نخورده باقی می‌ماند. 

5- نتایج

در این مطالعه، یک سری آزمایش‌های استاتیکی و دینامیکی به منظور بررسی رفتار هیسترتیک LYSPD توسعه یافته، انجام شده‌اند. تفاوت‌های آشکاری بین آزمایش‌های استاتیکی و دینامیکی مشاهده شد، و عمده نتایج حاصل از این پژوهش عبارتند از:

1- مود گسیختگی LYSPD توسعه یافته، تحت آزمایش‌های استاتیکی با دامنه‌ی ثابت، به صورت کمانش خارج از صفحه بوده، این در حالی است که در آزمایش‌های دینامیکی با دامنه‌ی ثابت و دینامیکی با امواج تصادفی، گسیختگی به صورت برش درون صفحه خواهد بود.

Abstract

To evaluate the hysteretic behavior of the low-yield-strength steel shear panel damper (LYSPD) accurately is very important for the dynamic analysis of the structure. Various analytical models for hysteretic behavior of the LYSPD are based on the static experiment results nowadays while it may be affected by dynamic loading speed, loading history and increased temperature. This paper presents a series of static and dynamic experimental investigations for examining the hysteretic behavior of the LYSPD. Obvious difference is observed between static and dynamic hysteretic curves. The test results suggest that the precise description of the nonlinear behavior of the LYSPD under static loading makes no sense. The nonlinear behavior of the LYSPD is replaced by linear strain hardening caused by dynamic loading speed and the perfect elastic–plastic model is more suitable for describing the hysteretic behavior of the LYSPD under dynamic random wave.

1. Introduction

Passive energy absorption damper is widely adopted in current seismic resistant design of structures [1–3]. In the design approaches, damper that is installed in the building or the bridge serves as a fixing apparatus under small earthquake while it plays an important role to dissipate energy during large earthquakes. The effective damper force is set lower than the structural yield force to prevent the failure of structure and it could be adjusted by the cross section or the number of the damper. The earthquake energy is mainly dissipated by the damper which works just like “fuse” and failures while the structure remains intact during the earthquake.

5. Conclusion

Serials of static and dynamic tests are conducted to investigate the hysteretic behavior of the developed LYSPD. Obvious difference between static tests and dynamic tests is observed and our major findings are summarized as follows:

(1) The failure mode of the developed LYSPD under static constant tests is out-of-plane shear buckling while it is in-plane shear under dynamic constant and dynamic random wave tests. (2) The maximum shear force of the LYSPD can be calculated by maximum shear stress and the cross section area approximately on the basis of homogeneity deformation supposition.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی تجربی میراگر پنل برشی فولاد با مقاومت تسلیم پایین تحت بارگیری های متفاوت

Experimental investigation on the low-yield-strength steel shear panel damper under different loading

واکنش لرزه ای بر اساس سیستم های عایق با میراگرهای هیستریک U شکل

Seismic Response of Base Isolating Systems with U-shaped Hysteretic Dampers

چکیده

1. مقدمه

2. طراحی نمونه میز لرزان با سیستم های عایق پایه میراگر هسیترتیک U شکل

2.1. طراحی لرزه ای مبتنی بر انرژی برای سازه های عایق پایه

2.2. طراحی یک سازه جدا شده برای آزمایشات میز لرزش

2.3. طراحی مقره پایه جدا

2.4. طراحی وسایل اتلاف انرژی

3. اعتبارسنجی آزمایشی سیستم های عایق پایه میراشده هیسترتیک U شکل

3.1. خواص ساختاری یاتاقان روکش لاستیکی

3.2 خواص ساختاری میراگرهای UH

3.3. آزمون های میز لرزان یک سازه مبتنی بر تعمیر؛ یک سازه عایق پایه بدون میراگرUH و سازه عایق پایه با میراگر UH

4. نتیجه گیری

چکیده

این مقاله یک سیستم عایق پایه را برای کاهش مطالبات لرزه  ای سازه های افزایشی کم یا متوسط ارائه می دهد و پاسخ آن را با استفاده از آزمون های میز لرزان به صورت آزمایشی بررسی می کند. سیستم عایق پایه بررسی شده در این مقاله شامل روکش لاستیک یاتاقان و میراگرهای هیسترتیک U شکل (UH) است که از فولاد با سختی بالا (HTS) ساخته شده است و برای افزایش ظرفیت تغییر شکل خود با سوراخ های چاک دار ماشین شده است. یک سیستم عایق پایه نمونه 2 طبقه برای آزمون های میز لرزان طراحی شد و آزمون های چرخه ای روکش لاستیک یاتاقان و میراگرهای UH در سیستم های پایه عایق پیاده سازی و سپس اجرا شدند. آزمون جزء برای روکش لاستیک یاتاقان به نوعی سختی جانبی کم با سختی عمودی کافی را برای حمل بارهای گرانش نشان می دهد. نتایج آزمون برای میراگرهای UH نشان می دهد که کاربرد مواد HTS و معرفی جزئیات سوراخ های چاک دار ظرفیت های تغییر شکل را با القای توزیع یکنواخت فشار در طول میراگر UH افزایش می دهد. در نهایت آزمون های میز لرزان که با استفاده از نمونه ها انجام شدند با افزایش شتاب زمین به لرزه می آیند. آزمون میز لرزان نشان می دهد که سیستم عایق پایه مطرح شده با میراگرهای UH مطالبات لرزه ای سازه عایق پایه را با تطویل دوره  سازه ای آن؛ تمرکز بر مطالبات جابجایی روی کف عایق پایه و افزودن اتلاف انرژی لرزه ای از میراگرهای UH  محدود می کند.

1. مقدمه 

فلسفه طراحی لرزه ای کنونی بر ان است که سازه های معمولی در یک محدوده الاستیک یا  تجربه خسارات سازه ای جزئی تحت زلزله های مکرر با احتمال بیشتر از 50٪ در 50 سال باقی بمانند در حالی که اجازه می دهد که خسارات سازه ای تحت یک زلزله مبتنی بر طراحی را با احتمال بیشتر از 10٪ در 50 سال متحمل شوند (SEAOC, 1995; BSSC, 1997; ASCE,2000; BSSC, 2003). اگرچه برخلاف انتظارات عمومی است که سازه های مهندسی شده بر اساس کدهای لرزه ای کنونی بلافاصله پس از یک زلزله مبتنی بر طراحی عمل کنند. تحولات اجتماعی اقتصادی سطح عملکرد موردنیاز سازه ها به طور قابل توجهی افزایش یافته است  و خطر لرزه ای تعریف شده به عنوان عدم زندگی و زیان اقتصادی در مناطق شهری نیز به دلیل شهرنشینی متراکم که در سراسر جهان رخ داده افزایش یافته است. 

4. نتیجه گیری

این مقاله یک سیستم عایق پایه را برای کاهش مطالبات لرزه ای سازه های افزایشی کم یا متوسط مطرح می کند و پاسخ لرزه ای سازه عایق پایه را در سراسر آزمون های میز لرزان پس از طراحی آن بر طبق روش طراحی لرزه ای بالانس انرژی بررسی می کند. سیستم عایق پایه بررسی شده در این مقاله شامل یاتاقان روکش لاستیکی و میراگرهای هیسترتیک U شکل می باشد که از فولاد هایی با سختی زیاد (HTS) ساخته شده اند و با سوراخ های چاک دار برای افزایش ظرفیت تغییر شکل آنها ماشین شده اند.

Abstract

This paper proposes a base isolating system to reduce the seismic demands of low- or medium-rise structures and experimentally investigates its seismic response using shake-table tests. The base isolating system considered in this study consists of laminated-rubber bearings and U-shaped hysteretic (UH) dampers which are made of high toughness steel (HTS) and are machined with slotted holes to increase their deformation capacities. A base isolated 2-story specimen for shake-table tests was first designed and cyclic tests of laminated-rubber bearings and UH dampers implemented in the base isolating systems were then carried out. The component test for the laminated-rubber bearings shows typically low lateral stiffness with enough vertical stiffness to carry gravity loads. The test results for the UH dampers demonstrate that the use of HTS material and the introduction of the slotted holes details increase deformation capacities by inducing uniform stress distribution along a UH damper. Finally, shake-table tests were performed using specimens shaken with increasing ground acceleration records. The shake-table tests show that the proposed base isolating system with UH dampers limits the seismic demands of a base isolated structure by lengthening its structural period, concentrating displacement demands on the base isolating floor and adding seismic energy dissipation from the UH dampers.

1. Introduction

Current seismic design philosophy intends that ordinary structures remain within an elastic range or experience minor structural damages under frequent earthquakes with a probability of exceedence of 50% in 50 years while allowing them to suffer major structural damages under a design-based earthquake with a probability of exceedence of 10% in 50 years (SEAOC, 1995; BSSC, 1997; ASCE, 2000; BSSC, 2003). However, this is contrary to the public’s expectation that structures engineered according to current seismic codes be in function immediately after a design-based earthquake. Socio-economic developments have significantly raised the required performance level of structures and seismic risk defined as loss of life and economic loss in urban areas has also increased because of the dense urbanization that has taken place worldwide.

4. Conclusion

This paper proposes a base isolating system to reduce the seismic demands of a low- or medium- rise structure and experimentally investigates the seismic response of the base isolated structure throughout shake-table tests after designing it according to energy balance seismic design procedure. The base isolating system considered in this study consists of laminated-rubber bearings and Ushaped hysteretic (UH) dampers which are made of high toughness steel (HTS) and are machined with slotted holes to increase their deformation capacity.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

واکنش لرزه ای بر اساس سیستم های عایق با میراگرهای هیستریک U شکل

Seismic Response of Base Isolating Systems with U-shaped Hysteretic Dampers

میراگر نوسانی فعال برای بهبود ثبات و عملکرد مسیر منحنی وسیله نقلی ریلی: شبیه سازی و نتایج تجربی

Active yaw damper for the improvement of railway vehicle stability and curving performances: simulations and experimental results

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

میراگر نوسانی فعال برای بهبود ثبات و عملکرد مسیر منحنی وسیله نقلی ریلی: شبیه سازی و نتایج تجربی

Active yaw damper for the improvement of railway vehicle stability and curving performances: simulations and experimental results

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

آنالیز لرزه ای موثر از سازه های ساختمانی با میراگرهای ویسکوالاستیک اضافه شده

Efficient siesmic analysis of building structures with added viscoelastic dampers

چکیده

1. معرفی

2. روش های تجزیه و تحلیل برای سازه هایی با میراگرهای ویسکوالاستیک

2.1 روش انرژی کرنش معین

2.2 روش برهم نهی مد پیچیده

2.3 روش ادغام مستقیم

3. توسعه یک روش تجزیه و تحلیل کارآمد

3.1 مدل سازی ساده ایی از سازه های چند طبقه

3.2 چگالش ماتریس جرمی و سختی

3.3 شکل دهی ماتریس میرایی سیستم چگالش شده

3.4 چگالش ماتریس های کمک گرفته از میراگرها

3.5 نصب و راه اندازی ماتریس های سیستم

4. کاربرد روش ارائه شده

4.1 سازه های مدل برای تجزیه و تحلیل

4.2 مقایسه مشخصات معین

4.3 مقایسه نتایج تجزیه و تحلیل تاریخچه زمان

4.4 مقایسه زمان محاسبه

5. نتیجه گیری ها

چکیده

روش های تجزیه و تحلیل مرسومِ سازه های ساختمانی که به آن میراگرهای ویسکوالاستیک اضافه شده: از جمله ادغام مستقیم، برهم نهی مد پیچیده، و روش انرژی کرنش معین، با هم مقایسه شده اند و یک شیوه مبتنی بر فرض دیافراگم صلب و تکنیک چگالش ماتریس برای استفاده در مراحل تجزیه و تحلیل و طراحی مقدماتی پیشنهاد شده است. نتایج حاصل از روش های مختلف تجزیه و تحلیل که با و یا بدون چگالش ماتریس مقایسه شده است با در نظر گیری دقت و بهره وری همراه بوده است. مدهای لرزشی اصلی عمدتا پس از چگالش ماتریس، بر طبق تجزیه و تحلیل مقادیر ویژه حفظ می شوند. مشخص شده است که بدون در نظر گرفتن شکل طرح و محل میراگرهای ویسکوالاستیک، تکنیک چگالش ماتریس که برای تجزیه و تحلیل دینامیکی سازه ایی که میراگرهای ویسکوالاستیک در آن اعمال شده، در زمان کاهش یافته ایی نتایج کاملا دقیقی ارائه می دهد.

1- معرفی

میراگرهای ویسکوالاستیک به طور گسترده ای نه تنها برای بهبود آسایش مسکونی از بادهای تند و قوی بلکه به منظور افزایش ایمنی ساختمانی در برابر زمین لرزه های بزرگ، سالیان سال استفاده شده است. نمونه های بسیاری مانند مرکز تجارت جهانی در نیویورک و مرکز کلمبیا در شهر سیاتل آمریکا وجود دارد که در آن میراگرهای ویسکوالاستیک بصورت موفقیت آمیز به منظور افزایش عملکرد ساختمانی در برابر بارهای دینامیکی (جنبشی) [1،2] به کار رفته است.

به طور کلی رفتار میراگرهای ویسکوالاستیک، عملا با یک فنر و یک ضربه گیر که به صورت موازی متصل شده [3،4] نشان داده می شود. روش های دقیق‌تر مدلسازی تحلیلی با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مواد ویسکوالاستیک، مانند اصل برهم نهی بولتزمن [5] و یا در رابطه ساختمانی مشتق کوچک [6]، ممکن است در تجزیه و تحلیل سازه هایی با مقیاس بزرگ به دلیل تقاضای زیاد محاسباتی اجرا شدنی نباشد. ماتریس های سیستم دینامیکی (پویا) با ایده آل سازی از فنر- میراگر می تواند با کمک قرار دادن میراگرها به ماتریس های سیستم این سازه، ساخته شده باشد.

5- نتیجه گیری ها

در این بررسی، بر اساس تکنیک چگالش ماتریس در تحلیل لرزه ایی سازه هایی با میراگرهای ویسکوالاستیک اضافه شده، یک روش تحلیلی کارآمد پیشنهاد شد. به چگالش ماتریس میرایی و سختی که از میراگرهای اضافه شده توزیع شده است توجه ویژه ایی می شود. نتایج بدست آمده از روش انرژی کرنش معین، ادغام مستقیم، و روش برهم نهی مد پیچیده بدون چگالش ماتریس، برای بررسی قابلیت اطمینان و بهره وری روش پیشنهادی، با نتایج حاصل از روش پیشنهادی مقایسه شد.

Abstract

Conventional analysis methods for building structures with added viscoelastic dampers, such as direct integration, complex mode superposition, and modal strain energy method, were compared, and a procedure based on rigid diaphragm assumption and matrix condensation technique was proposed for application in the preliminary analysis and design stages. The results from the various analysis methods with and without the matrix condensation were compared, in view of both accuracy and efficiency. According to the eigenvalue analysis the major vibration modes were mostly preserved after the matrix condensation. It was also found that the matrix condensation technique applied to dynamic analysis of a structure with added viscoelastic dampers provided quite accurate results in significantly reduced time, regardless of the plan shape and the location of the viscoelastic dampers.

1- Introduction

For years viscoelastic dampers have been widely used not only to improve residential comfort in strong winds but also to enhance structural safety against large earthquake ground motion. There are many examples, such as World Trade Center in New York and Columbia Center in Seattle, USA, where viscoelastic dampers were applied successfully to enhance the structural performance against dynamic loads [1,2].

Generally, in practice, the behavior of viscoelastic dampers is represented by a spring and a dashpot connected in parallel [3,4]. Although more rigorous methods of analytical modeling exist taking into account the nonlinear behavior of the viscoelastic material, such as based on Boltzmann’s superposition principle [5] or on fractional derivative constitutive relationship [6], they may not be applicable for the analysis of large scale structures because of their huge computational demands. With this can be constructed by superimposing the contribution from the dampers onto the system matrices of the structure.

5- Conclusions

In this study an efficient analytical procedure, based on matrix condensation technique, was proposed for the seismic analysis of structures with added viscoelastic dampers. Special attention has been paid to the condensation of the stiffness and damping matrices contributed from the added dampers. The results from the modal strain energy method, direct integration and the complex mode superposition method without matrix condensation were compared with the results from the proposed method to check the reliability and efficiency of the proposed method.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

آنالیز لرزه ای موثر از سازه های ساختمانی با میراگرهای ویسکوالاستیک اضافه شده

Efficient siesmic analysis of building structures with added viscoelastic dampers

مدلسازی خرابی پیش رونده یک سازه چند طبقه با استفاده از سیستم فنر-جرم-میراگر

Modeling of progressive collapse of a multi-storey structure using a spring-mass-damper system

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مدلسازی خرابی پیش رونده یک سازه چند طبقه با استفاده از سیستم فنر- جرم – دمپر

Modeling of progressive collapse of a multi-storey structure using a spring-mass-damper system

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.