مطالعه تحليلي كاربرد ميراگرTADAS در طراحي و بهسازي ساختمان هاي بتن آرمه

Analytical Investigation of TADAS Damper Applied in Seismic Rehabilitation & Design of Concrete Structures

در سالهاي اخير، زلزله هاي مخرب شدت آسيب پذيري ساختمانهاي موجود در مقابل اين دسته از نيروهاي ناشي از طبيعت را به خوبي نشان داده اند. يكي از مؤثرترين مكانيزمها براي استهلاك انرژي زلزله توسط تغيير شكلهاي غير الاستيك قطعات فولادي انجام مي‌گيرد. هدف از اين تحقيق، بررسي كاربرد ميراگرهاي TADAS1 ، استفاده از آنها در استهلاك انرژي زلزله وارد بر ساختمانهاي بتني و بررسي رفتارسازه‌هاي مجهز به اين ميراگرهاست. در اين مقاله ابتدا ميراگرهاي TADAS و رفتار سازه داراي چنين ميراگرهايي بررسي مي‌شود. سپس از يك نوع ميراگر در چهار ساختمان نمونه بتني با خصوصيات مختلف استفاده مي‌شود. همچنين با اعمال زلزله هاي گوناگون سعي شده نتايج جامعتري به‌دست آيد. در اين رابطه ميراگرهاي لازم طراحي شده و عملكرد لرزه‌اي ساختمانهاي نمونه به كمك تحليل ديناميكي غير خطي مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. در اثر نصب ميراگرها، پارامترهايي نظير جابه‌جايي نسبي و مطلق طبقات، شاخص آسيب طبقات و همچنين كل سازه و تشكيل مفاصل پلاستيك به‌صورت قابل ملاحظه‌اي كاهش يافته و نيز استهلاك انرژي هيسترتيك توسط اعضاي سازه‌اي كاهش چشمگيري مي‌يابند. علي‌رغم كاهش نيروهاي داخلي اعضاي سازه‌اي، به‌علت افزودن سيستم مهاربندي برش طبقات كمي افزايش مي‌يابند، ولي قسمت عمده اين نيروها در ميراگرها متمركز مي‌شوند. در اين مقاله همچنين تركيب سيستم قاب خمشي و ديوار برشي به همراه ميراگر TADAS نيز مطالعه شده است كه به‌طور مشابه كاهش قابل ملاحظه‌اي در پارامترهاي فوق به‌خصوص جابه‌جايي نسبي و مطلق طبقات و نيز استهلاك انرژي هيسترتيك در اعضاي سازه‌اي را نشان مي‌ده

-In recent years, destructive earthquakes have shown the deficiencies of the existing buildings. One of the most effective mechanisms for dissipating the earthquake energy is inelastic deformation of the steel components. The objective of this research is to study the application of metallic dampers for dissipation of the earthquake energy and to investigate the behavior of concrete structures incorporating these dampers. Therefore, the metallic dampers and the behavior of concrete structures having these dampers are studied first. Afterwards, a typical metallic damper is used in four different types of concrete structure. The required dampers are designed and nonlinear earthquake analysis is applied to investigate the behavior of the structures. Finally, the buildings are subjected to various earthquakes to generalize the results. The results show that the incorporation of the metallic dampers significantly decreases the relative and absolute drift, the structure and the stories damage indices and, finally, the number of plastic hinges. Furthermore, the hysteretic energy dissipation demand also decreases in structural components. Despite the reduction in the inner forces of structural components, story shear forces slightly increase due to increase of lateral stiffness, but much of these forces will concentrate in dampers. Moreover, the combination of moment resisting frame, shear wall, and metallic dampers are studied. The results show a similar trend in the stated parameters- especially the drift and the hysteresis energy dissipation demand.