دانلود پایان نامه ارشد بررسی ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی مجهز به میراگرهای اصطکاکی دورانی

برای چندین سال، دستگاه­های مختلف به منظور اتلاف انرژی به­کمک اصطکاک مورد آزمایش قرارگرفتند([i]). اگرچه اشکال مختلف اصطکاک می­تواند به منظور کاهش ارتعاش و آسیب­های سازه­ای مورد استفاده قرار گیرد اما محبوب­ترین نوع آن اصطکاک جامدات است([ii]). بنابراین، تئوری اصطکاک جامدات مبنای بسیاری از پژوهش­هایی که درخصوص میراگرهای اصطکاکی انجام می شود، قرار گرفت. این تئوری برمبنای فرضیات زیر استوار است (4).

  • 1- نیروی اصطکاک مستقل از مساحت سطح تماس است.
  • 2- نیروی اصطکاک سطوح لغزش متناسب است با نیروی عکس­العمل سطح.
  • 3- نیروی اصطکاک مستقل از سرعت لغزش است.
  • 4- نیروی اصطکاک در خلاف جهت حرکت سطوح عمل می کند.

نیروی اصطکاکی که درست درلحظه قبل­از لغزش و درحین لغزش رخ می­دهد برابر است با:

(2-1)

که در آن نیروی عکس­العمل سطح وارد بر سطوح لغزش،  ضریب اصطکاک است. از آن­جا که معمولاً ضریب اصطکاک قبل از شروع لغزش از ضریب اصطکاک در طول زمان لغزش بزرگتر است،بنابراین ضریب مربوطه به دو نوع ضریب استاتیکی  و جنبشی  تقسیم شده است.

دستگاه­های اصطکاکی خصوصیات ذاتی سازه را تغییر نمی­دهند، نسبت به بقیه سیستم­های اتلاف انرژی اقتصادی­تر و نصب و نگهداری آنها آسان­تر است.

به­نظر می­رسد اولین آزمایش­های صورت­گرفته بر روی دستگاه­های اصطکاکی در ایالات متحده و توسط کیلِی[1] ([iii] و [iv]) در دانشگاه ایالتی مونتانا انجام شده است. دستگاه ساخته شده او شامل ورق­های فولادی بود که به وسیله پیچ­ها و واشرهای بلو[2] (واشرهایی به شکل مخروط ناقص) به­هم بسته شده بود. از معایب این دستگاه عدم سنجش شل شدگی پیچ­ها و نداشتن ثبات در سیستم و خوردگی سطوح در هنگام لغزش بود. در همان زمان، شرکت سورود، پرون، استارن و بندل[3] نیویورکی دو دمپر اصطکاکی بزرگ را بین بیمارستان گورگاز[4] و دو دکل برق بتنی خارجی در منطقه کانال پاناما نصب کرد(3).

 دانلود متن کامل پایان نامه رشته عمران با فرمت ورد :بررسی ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی مجهز به میراگرهای اصطکاکی دورانی

پال[5] و همکاران ([v]) میراگر اصطکاکی غیرفعالی را براساس ترمز خودرو طراحی کردند. آنها مجموعه­ای از آزمایشات استاتیکی و دینامیکی را بر روی مواد مختلف لغزشی با رفتار سطحی متفاوت و با هدف شناسایی موادی که پاسخ های سازگار و قابل پیش بینی دارند، ارائه دادند. آنها دریافتند که لنت­های ترمز قرار گرفته شده در بین صفحات فولادی این رفتار مورد­نظر را ایجاد می نمایند. سپس پال مفصل پیچشی با لغزش محدود [6](LSB) را برای کنترل لرزه­ای پانل­های ساختمانی که در بین آنها از لنت ترمز استفاده شده بود اختراع کرد (4) (شکل 2-1). اتصالات LSB در بین خطوط مشترک پانل­های پیش­ساخته بتنی قرار می­گیرند. در هنگام زلزله، پانل­های دیوار بتنی نسبت به یکدیگر می­لغزند و در نتیجه استهلاک انرژی و حفاظت سازه­ای از طریق این اتصالات امکان پذیر می­گردد.

دو سال بعد، پال و مارش[7] ([vi]) یک طرح جایگزین LSB را برای استفاده در مهاربندهای متقاطع ارائه دادند (شکل های 2-2 و 2-3). در این طرح پدهای لنت ترمز و یک مکانیسم بسیار قابل توجه و موثری که نیازی به طراحی فشاری مهاربندها در دو جهت حرکت جانبی نداشت، ترکیب شد. وقتی تنش در یکی از مهاربند­ها ایجاد می­گردد، مفصل را مجبور به لغزش می کند، چهار اتصال دیگر فعال می­شوند و مفصل مهاربند دیگر را مجبور به لغزش می­کند. ازاین­رو انرژی در هر دو مهاربند در هر نیم­سیکل از حرکت مستهلک می شود. علاوه­بر این، این مکانیسم مهاربند فشاری را صاف کرده و مجموعه برای نیم سیکل بعدی حرکت آماده می­گردد.

[1]-Keightley

[2]-Belleville

[3]-Severud, Perrone, Sturn, Bendel

[4]-Gorgas

[5]-Pall

[6]-Limited Slip Bolted

[7]-Marsh

[i]-Soong, T. T., Constantinou, M. C., ed. 1994. Passive and Active Structural Vibration Control in Civil Engineering, Cism Courses and Lectures, Springer, New York.

[ii]-Soong, T. T., Dargush, G. F., 1997. Passive Energy Dissipation Systems in Structural Engineering, Wiley, New York.

[iii]-Keightley, W., 1977. Building Damping by Coulomb Friction. 6th Wcee, New Delhi, India, 3043-3048.

[iv]-Keightley, W., 1979. Prestressed Walls for Damping Earthquake Motions in Buildings. Montana State University, Dept. Of Civil Engineering and Mechanics.

[v]-Pall, A., Marsh, C. Fazio, P., 1980. Friction Joints for Seismic Control of Large Panel Structures. PCI Journal, 25 (6), 38-61.

[vi]-Pall, A., Marsh, C., 1982. Seismic Response of Friction Damped Braced Frames. JSDEAG, 108(6), 1313-1323.