نقش ميراگر اصطكاكي در بهبود عملكرد لرزه اي قابهاي فولادي تا اتصالات صلب و نيمه صلب

Impact of Friction Dampers on Improving Seismic Performance of Rigid and Semi-Rigid Steel Frames

با تغيير تدريجي روش طراحي سازه ها از روشهايي كه بر پايه مقاومت هستند به روشهايي كه بر پايه عملكرد ميباشند، قابهاي ساختماني متداول موجود پاسخگوي ضوابط اين روشها نمي باشند و در صورت طراحي اين قابها با ضوابط عملكردي جديد طرح غير اقتصادي خواهد شد. مشكل اساسي انواع قابهاي موجود عدم توازن بين سختي و شكل پذيري در آنهاست. يك سازه براي آنكه در يك زمين لرزه دچار جابه جايي هاي زيادي نشود بايد از سختي كافي برخوردار بوده و براي اينكه انرژي زلزله را به خوبي مستهلك كند بايد شكل پذيري بالايي داشته باشد. هدف از اين تحقيق بررسي عملكرد لرزه اي قابهاي صلب و نيمه صلب و تاثير اضافه نمودن ميراگر اصطكاكي به اين قابها ميباشد. براي اين منظور يك قاب ساختماني به چهار صورت قاب خمشي، قاب خمشي با ميراگر اصطكاكي، قاب نيمه صلب و قاب نيمه صلب با ميراگر اصطكاكي طراحي شد و تحت سه ركورد زلزله قرار گرفت. با بررسي نتايج حاصل از آناليز اين قابها مشخص گرديد كه قاب نيمه صلب با ميراگر اصطكاكي بهترين عملكرد را در بين اين چهار قاب ساختماني داشته است. آناليزها نشان داد با استفاده از اتصالات نيمه صلب در قاب خمشي با ميراگر اصطكاكي مقادير حداكثر تغييرمكان طبقه اول و برش پايه به ترتيب 7 و 20 درصد كاهش مي يابند.

By gradual change in structural design methods from strength based to performance based methods, typical existing frames could not satisfy the criteria of latter methods and if structures are designed by applying all related criteria, it will be an uneconomical design. Main problem in typical frames is imbalance between stiffness and ductility. To prevent large drifts, structures should have sufficient lateral stiffness and in order to absorb earthquake energy they must have high ductility. The goal of this research is to study the seismic performance of rigid and semi-rigid steel frames and the effects of adding friction dampers to such structures. In this paper, semi-rigid connections are supposed to yield and dissipate energy like dampers. For this purpose, 5-story building frames are designed in four cases including bare moment frame, moment frame with friction damper, bare semi-rigid frame and semi-rigid frame with friction damper. Dynamic time-history analyses are carried out applying three earthquake records. By observing the results of numerical analyses of structures, one can find out that semi-rigid frame with friction damper have the best performance among studied frames. Obtained results show that using friction damper in the moment frame with semirigid connections compared to the case with rigid connections, maximum first story displacement and base shear decrease respectively 7 and 20%.