طراحی بهینه و بررسی مکانیزم رفتاری میراگر ترکیبی اصطکاکی و فولادی جاری شونده برای کنترل سطوح مختلفی از ارتعاشات در سازه ها

میراگرهای فولادی جاری شونده تحت ارتعاشاتی مانند بارهای لرزه ای خفیف یا بادهای شدید به دلیل باقی ماندن در حالت الاستیک، دارای اتلاف انرژی مناسبی نمی باشند. هدف از انجام پژوهش حاضر، توسعه نوعی از میراگر ترکیبی است که برای سطوح مختلفی از ارتعاشات لرزه ای و باد کاربرد داشته باشد. این نوع میراگر ترکیبی، متشکل از میراگر فولادی جاری شونده و اصطکاکی است که به صورت سری به یکدیگر متصل شده اند. مکانیزم رفتاری میراگر ترکیبی پیشنهادی به گونه ای است که برای ارتعاشات خفیف (که میراگر فلزی در حالت الاستیک باقی می ماند)، میراگر اصطکاکی عمل کرده و تحت بارهای لرزه ای شدید میراگر اصطکاکی همراه با میراگر فولادی اقدام به اتلاف انرژی می کنند. رویکرد طراحی میراگر اصطکاکی و فولادی جاری شونده به ترتیب بر اساس نیروی الاستیک میراگر فولادی و توزیع تنش یکنواخت در سرتاسر المان های فولادی است؛ لذا در این پژوهش ابتدا یک هندسه بهینه برای میراگر فولادی با ضریب شکل λ=۱.۶ (〖mm〗^۰.۵) پیشنهاد شد. سپس مکانیزم رفتاری میراگر ترکیبی پیشنهادی و هریک از اجزاء تحت پروتکل بارگذاری ASCE۷ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان دهنده رفتار چرخه ای پایدار و ظرفیت بالای میراگر پیشنهادی برای استهلاک انرژی است. همچنین میراگر فولادی با ضریب شکل فوق توانایی تحمل حداکثر دامنه جابه جایی بیش از(mm) ۴۰ و جابه جایی انباشت بیش از (mm) ۱۵۰۰ تحت پروتکل بارگذاری مورد نظر دارد؛ که بیانگر ظرفیت بالای استهلاک انرژی میراگر فوق نسبت به حجم فولاد مصرفی است. از طرف دیگر با در نظر گرفتن قیدهای کنترل کمانش، ظرفیت میراگر ترکیبی پیشنهادی افزایش یافته که می تواند چرخه های بارگذاری بیشتری را تحمل کند و باعث افزایش شکل پذیری میراگر ترکیبی پیشنهادی تا حدود ۳۰% شده است.

کلیدواژه ها:

استهلاک انرژی ، میراگر ترکیبی ، میراگر اصطکاکی ، میراگر فولادی ، مدل سازی عددی