توسعه يك مدل تحليلي تغيير مكان كنترل براي رفتار چرخه اي سازه ها با در نظر گرفتن اثرات باريك شدگي، كاهش سختي، كاهش مقاومت و لغزش

Displacement Control Based Analytical Description of Pinching, Sliding, Degrading Hysteretic System

مورد توجه محققان و طراحان سازه بوده است. در اين مقاله يك مدل تحليلي براي نشان دادن رفتار چرخه اي سازه ها با در نظر گرفتن اثرات كاهندگي شامل باريك شدگي، كاهش سختي، كاهش مقاومت و لغزش معرفي شده است. اين مدل بر مبناي مدل مستقل مي باشد، به طوري كه اثر لغزش نيز مورد توجه قرار گرفته است. اين مدل براساس يك سيستم تك درجه آزادي، چنددرجه آزادي-چندخطي و نيز توسعه معادلات ديفرانسيل مشتقات جزئي مرتبط بيان مي شود. مدل پيشنهادي مشخصات اصلي سيكل هاي چرخه اي را با استفاده از پارامتر هاي قابل اندازه گيري سازه از طريق آزمايش، نشان مي دهد. از آن جا كه معمولاً آزمايشهاي رفتار لرزه اي صورت گرفته بر روي قاب هاي سازه اي توسط محققان، به صورت تغييير مكان–كنترل ميباشند، لذا براي تطبيق مناسب نتايج تحليلي با نتايج آزمايشگاهي، مدل ارائه شده به صورت تغيير مكان–كنترل نيز توسعه داده شده است. اين مدل براي تركيبات سازه اي مختلف با انواع مصالح مختلف از جمله فولاد، بتن و... استفاده مي گردد. رژيم بارگذاري چرخه اي اعمال شده به مدل براساس روش B استاندارد ASTM E2126-07 مي باشد. به منظور بهتر نشان دادن عوامل كاهندگي بر رفتار چرخهاي سازه و ارزيابي عملكرد مدل ارائه شده، مثال هاي متعددي از يك سيستم سازه اي ارائه گرديده است. نتايج حاصل، نشا ن دهنده اثر قابل ملاحظه هر يك از اثرات كاهندگي بر پاسخ چرخه اي انواع سيستم هاي ساز ه اي مي باشد. هم چنين نشان داده شده مدل اصلاح شده تغيير مكان كنترل، تطبيق بهتري با نتايج حاصل از آزمايش هاي تجربي دارد.

In this paper، an analytical model is introduced to show the cyclic behavior of the structures، considering degradation phenomena including pinching، stiffness degradation، strength deterioration and sliding effects. This model is based on well-known Mostaghel’s model though some essential modifications as well as sliding effect are also taken into account. This model is developed based on a simple single degree of freedom and multi-degree of freedom multi-linear mechanical systems and developing of partial differential equations. The proposed model includes basic characteristics of the hysteresis cycles that can be easily measured through the experimental tests. It is notable that usually the experiments conducted on the structural members are displacement-control based. Hence، in order to properly implement the analytical model with the experimental results، the proposed model has been developed according to displacement-control. The cyclic loading regime applied to this model is based on standard ASTM E2126-07 method B. In order to demonstrate the degrading phenomena of the hysteresis behavior of the structures، several examples of a structural system are presented to show that the proposed analytical model can provide realistic descriptions of the structural hysteretic performances.