بررسي آزمايشگاهي ميراگر اصطكاكي-دوراني با دو بار لغزش و ارزيابي عملكرد آن در قاب بتن مسلح تحت بارگذاري چرخه اي

Experimental Study of Rotational-Friction Damper with Two Slip Load and Evaluation of its Performance in RC Frame under Cyclic Loading

هدف اصلي در اين تحقيق، بررسي آزمايشگاهي نوعي از ميراگرهاي اصطكاكي-دوراني با دو بار لغزش و بررسي عددي رفتار قاب بتن مسلح داراي اين نوع ميراگرها تحت بارگذاري چرخه اي مي باشد. براي اين منظور پس از مقدمه به توضيح سازوكار عملكرد ميراگر پيشنهادي پرداخته خواهد شد. در گام بعدي دو نمونه ميراگر اصطكاكي دوراني داراي دو بار لغزش متفاوت مورد بررسي آزمايشگاهي قرار مي گيرد. سپس مدل رفتاري اي براي آن پيشنهاد و با استفاده از نتايج آزمايشگاهي اعتبار سنجي مي شود. در گام آخر قاب بتن مسلح يك طبقه-يك دهانه در چهار حالت بدون ميراگر، با ميراگر اصطكاكي-دوراني داراي يك بار لغزش (RFD)، با ميراگر اصطكاكي-دوراني داراي دو بار لغزش از نوع S01 و با ميراگر اصطكاكي-دوراني داراي دو بار لغزش از نوع S02 ، تحت بارگذاري چرخه اي تحليل و نتايج آن مورد بررسي قرار مي گيرد. نتايج بررسي هاي آزمايشگاهي نشان مي دهد كه، مقدار سختي موثر در چرخه آخر براي نمونه S01 و S02 به ترتيب 109 و 128 تن بر متر بوده است، در حاليكه مقدار ميرايي موثر آنها در چرخه آخر حدودا 0/48 مي باشد، كه اين مقادير به معني توانايي مناسب نمونه هاي آزمايشگاهي در جذب انرژي زلزله و كاهش خسارات سازه اي، مي باشد. همچنين نتايج بررسي هاي عددي قاب بتن مسلح نشان مي دهد كه قاب بتن مسلح داراي ميراگر S02 عملكرد لرزه اي بهتري داشته، زيرا مقاومت نهايي آن 15 درصد و انرژي ميرا شده آن در چرخه آخر 164 درصد بيشتر از مقاومت نهايي و انرژي ميرا شده چرخه آخر قاب بدون ميراگر بوده است.

This study experimentally examines types of rotational-friction dampers with two slip load and numerically analyze the behavior of a reinforced concrete frame with these dampers under cyclic loading. To this goal, the study will explain the mechanism of proposed damper’s action after the introduction. In the next step, two specimens of rotational-friction dampers with two different slip load are investigated in the laboratory. Using OpenSees software, the proposed behavioral model is validated by experimental results. In the final step, a frame of one-story reinforced concrete that had one bay was analyzed under cyclic loading in four states including (1) without damper, (2) with a rotational-friction damper that had one slip load (RFD), (3) with a rotational-friction damper that had two slip load type S01, and (4) with a rotational-friction damper that had two slip load type S02. The obtained results were discussed and examined after these analyses. The results of the numerical analysis also show that the concrete frame with S01 damper has better seismic performance. This is because its ultimate strength and dissipated energy are respectively 15% and 164% more than the ultimate strength and dissipated energy of the frame without damper, at the last cycle.