بهبود رفتار غيرخطي مهاربندهاي همگرا با استفاده از يك ميراگر جديد شش‌ضلعي شكل

Performance Investigation of A new type of Hexagonal damper in a diagonal brace

در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﻳﻚ ﻣﻴﺮاﮔﺮ ﻓﻠﺰى جاري ﺷﻮﻧﺪه ﺟﺪﻳﺪ ﺑﻪ ﻧﺎم ”ﻣﻴﺮاﮔﺮ شش ضلعي ” ﻣﻌﺮﻓﻰ ﺷﺪه اﺳﺖ. اﻳﻦ ﻣﻴﺮاﮔﺮ از ورقﻫﺎى ﻓﻮﻻدى ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه و ﺷﺎﻣﻞ ﺗﻌﺪادى پره اﺳﺖ ﻛﻪ اﻧﺮژى ورودى را از ﻃﺮﻳﻖ ﺗﺴﻠﻴﻢ ﺧﻤﺸﻰ درون ﺻﻔﺤﻪ ﺧﻮد ﻣﺴﺘﻬﻠﻚ ﻣﻰﻛﻨﺪ. اين نوع جديدي از ميراگرهاي شش ضلعي تسليمي HADAS با قرار گيري در دوطرف المان قطري درناحيه انتهايي اتصال به پاي ستون، از كمانش مهاربند جلوگيري و استهلاك انرژي توسط ميراگر انجام مي شود. براي بررسي عملكرد چرخه‌اي ميراگر HADAS پيشنهادي، 15 نمونه عددي توسط نرم‌افزار آباكوس شبيه سازي شده است. مطالعه رفتار چرخه‌اي بر روي قاب فولادي يك دهانه و يك طبقه انجام و حساسيت رفتار چرخه اي بر اساس پارامترهاي ضخامت، طول و نسبت بعد به ضخامت المان اتصال مهاربند به ميراگر ،مورد مطالعه قرار گرفته است. ضخامت‌هاي مورد بررسي ميراگر 12، 21 و 30 ميليمتر، طول مورد بررسي ميراگر 400، 500 و 600 ميليمتر، هندسه مورد بررسي ميراگر شش ضلعي و ضخامت المان اتصال مهاربند به ميراگر 12، 21 و 30 ميليمتر در نظر گرفته شده است و مقطع پروفيل مصرفي مهاربند 2UNP160 مي باشد. نتايج اين مطالعه نشان داد كه اين نوع ميراگر رفتار خوبي در استهلاك انرژي قاب دارد و مجموع سختي صفحات فولادي تشكيل دهنده ميراگرهاي HADAS، حتما بايد از سختي مهاربند كمتر باشد تا عملكرد قاب قبولي از خود نشان دهند. اگر سختي ميراگر از سختي مهاربند بيشتر شود سبب كمانش مهاربند و تشكيل مفصل پلاستيك در مهاربند ميگردد. مقادير ضخامت و طول ميراگر در حالتي كه سختي كمتري را نسبت به سختي مهاربند تشكيل مي‌دهند، سبب تمركز مفصل پلاستيك در ميراگروعملكرد بهينه مي‌شوند.

In this study, a new metallic Yielding called “hexagonal damper " is introduced. It is made of steel sheets and consists of a number of blades damping incoming energy through the bending yield of its plate. This new type of yielding hexagonal dampers (HADAS) are placed on the both sides of diagonal element at the end of the connection to column base, to prevent brace buckling and energy dissipation is done by the damper. To evaluate the cyclic performance of the proposed HADAS hexagonal damping, 15 numerical samples were simulated by Abaqus software. The study of cyclic behavior was performed on steel frames with one span and story and the sensitivity of cyclic behavior was studied based on the damper parameters such as thickness, length, geometry and dimension ratio to the thickness of the connection element of bracing to damper. The examined damper thicknesses are 12, 21, and 30 mm, examined damper lengths are 400, 500, and 600 mm, the geometry of examined damper is hexagonal, and the brace thicknesses are considered as 12, 21 and 30 mm. The cross section of the consumable brace profile is 2UNP160. The results of this study presented that this type of damper has a suitable behavior in frame energy dissipation and the total stiffness for steel plates of HADAS dampers definitely must be less than the brace stiffness in order to have an acceptable function. If the damper stiffness is more than the brace stiffness, it will cause the brace buckling and plastic joint formation in brace. The values of the thickness and length of the damper, when they are less rigid than the rigidity of the brace, cause the plastic joint to be focused on the damper and optimize performance.