مطالعه عددی میراگر اصطکاکی افقی ساخته شده با فولاد و لنت ترمز در قاب مهاربندی با آرایش هشتی تحت بارهای چرخه ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، تهران، ایران.

2 گروه مهندسی عمران و مرکز تحقیقات مدلسازی و بهینه سازی در علوم مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی،واحد تهران جنوب، تهران، ایران.

3 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پردیس، شهر جدید پردیس، ایران.

چکیده

مشاهده آسیب های وارد شده به ساختمان ها در زلزله های اخیر این موضوع را نشان دادندکه برخی خرابی ها در ناحیه اتصالات جوشی بوده است. به دلیل ضعف در اتصالات، ایده ی استفاده از میراگر اصطکاکی افقی با بهره گیری از لنت ترمز در دهانه های مهاربندی به خصوص قاب با ارایش هشتی در سازه های فولادی مطرح شده است که پس از زلزله به راحتی قابل تعویض باشد . هدف از این تحقیق معرفی یک میراگر اصطکاکی جدید با هزینه ساخت و نصب کم و کارایی بالا می باشد. این وسیله اصطکاکی، انرژی ارتعاشی را به کمک اصطکاک ناشی از لغزش لنت های ترمز روی سطوح فولادی مستهلک می کند در این پژوهش به مطالعه عددی میراگر اصطکاکی لنت ترمز و همچنین مطالعه آزمایشگاهی مصالح مورد استفاده در این میراگر پرداخته شده است بدین منظور ابتدا یک صحت سنجی بر مبنای یک مدل آزمایشگاهی در نرم افزار ABAQUS انجام شده است. در ادامه 9 مدل مورد بررسی عددی در نرم افزار ABAQUS قرار گرفته و در انتها مدل بهینه انتخابی میراگر بر روی یک قاب مهاربندی مورد تحلیل قرار گرفته شده است. نتایج نشان می دهند که تمرکز تنش بسیار بالایی در ناحیه میراگر لنت ترمز پس از اعمال بار به قاب رخ می دهد و به دلیل وجود میراگر در سایر المان ها از جمله تیر و ستون تنش کمتری نسبت به حالت بدون میراگر ایجاد می گردد . همچنین میان مدل های مورد بررسی مدل 10 پیچ ، دارای بیشترین میزان جذب انر‍ژی می باشد .

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Study of Horizontal Friction Dampers Made of Steel and Brake Pads in Chevron frame under Cyclic Loads

نویسندگان [English]

  • Saeed Kia Darbandsari 1
  • Maryam Firoozi Nezamabadi 2
  • Hassan Abbasi 3
  • Fariborz Yaghoobi Vayeghan 4
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Islamic Azad University, South Tehran Branch,Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering and Research Center for Modeling and Optimization in Science and Engineering, Islamic Azad University, South Tehran Branch,Tehran, Iran
3 Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Department of Civil Engineering, Islamic Azad University,Pardis Branch, New Pardis City , Iran
چکیده [English]

Observations of damage to buildings in recent earthquakes indicate that some of the damage was in the area of welded joints.Due to the weakness in the joints, the idea of using a horizontal friction damper using brake pads in bracing openings, especially the chevron frame in steel structures has been proposed Which can be easily replaced after an earthquake.. The purpose of this study is to introduce a new friction damper with low manufacturing and installation costs and high efficiency. This friction device consumes vibrational energy with the help of friction caused by slipping of brake pads on steel surfaces , In this research, the numerical study of the friction damper of the brake pad and also the laboratory study of the materials used in this damper have been done. For this purpose, first a validation based on a laboratory model has been performed in ABAQUS software. In the following, 9 models are numerically studied in ABAQUS software and at the end, the optimal model of selective damping on a braced frame with porch decoration is analyzed. The results show that very high stress concentration occurs in the damping area of the brake pad after the load is applied to the bracing frame and due to the presence of dampers in other elements, including beams and columns, less stress is created than in the case without dampers. Also, among the studied models, the 10 screw model has the highest amount of energy absorption.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Damper
  • Friction Damper
  • Chevron Frame
  • Brake Pad
  • cyclic loading
CAPTCHA Image