طراحی لرزه ای میراگرهای اصطکاکی
تحلیل سازه ای میراگر لرزه ای اصطکاکی
مهاربند میراگر اصطکاکی یا مهاربند مقید شده در تسلیم در اکثر نرم افزارها به عنوان یک المان لینک مدل می‌شود. به عبارت دیگر، به عنوان یک مهاربند تسلیم شونده ساختگی مدل می شود. از آنجا که میراگر اصطکاکی Ten-Co می تواند به عنوان یک المان الاستوپلاستیک ایده آل رفتار کند، این امر امکان استفاده از مدل ون را فراهم می آورد. بدلیل ساده سازی رفتار میراگر، مدل ون آنالیز را ساده می کند.
یک مهاربند تسلیم شونده یا مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) تسلیم می شود و شروع به تغییر شکل می کند و به ساختمان اجازه می دهد انرژی زلزله را جذب و مستهلک کند. با این وجود، پس از زلزله باید مهاربند جایگزین شود و به دلیل سخت شدن کرنش فولاد، ظرفیت المان فیوز تغییر می یابد.
در مقابل ، میراگر اصطکاکی Ten-Co یک رویکرد بدون آسیب است و به جای تسلیم شدن، دچار لغزش می شود و به کمک خاصیت ارتجاعی، المان های سازه به موقعیت اصلی خود باز می گردند. این یک تمایز مهم است چرا که این فناوری که جابجایی ها را از طریق استهلاک انرژی کاهش می دهد، باعث می شود المان های اولیه سازه در محدوده الاستیک خود باقی بمانند (به عنوان مثال 1٪ ارتفاع طبقه یا کمتر در برخی سازه ها). مطالعات نشان داده اند که یک قاب خمشی که تنها قادر به تحمل 25٪ بار لغزش به صورت الاستیک است، برای استفاده از میراگر کافی است. مطالعات دیگر نشان داده اند که مقاومت خمشی در زبانه‌های برشی نیز در بسیاری از موارد می تواند کافی باشد.
بار لغزش میراگر اصطکاکی در کشش و فشار متقارن باقی می ماند (از این رو نام Ten-Co را بر آن نهاده اند) ، و از سختی اولیه بالایی برخوردار است و مستقل از جابجایی است. این ویژگی مهم، مدل سازی را ساده می کند و اتلاف انرژی را به حداکثر می رساند زیرا به منظور اتلاف مقادیر قابل توجهی انرژی، جابجایی های بزرگ لازم نیست. برای دهانه های بسیار بزرگ که دارای مهاربندی با بارهای کمی هستند یا فقط دارای مهاربند کششی هستند، میراگر اصطکاکی دورانی مهاربند ضربدری توصیه می شود.
منحنی هیسترزیس میراگر لرزه ای ten-co این امکان را فراهم می کند تا میراگر به عنوان لینک در تحلیل استاتیکی، دینامیکی و غیرخطی مدل شود. تنها اطلاعات مورد نیاز، مشخصات لینک است که در این حالت یک مهاربند تسلیم شونده ساختگی با ویژگی های خطی و غیر خطی خاص خود است. این میراگر می تواند با استفاده از پارامترهای زیر در نرم افزارهای پرطرفداری مانند ETABS یا SAP2000 مدل سازی شود. حلقه هیسترزیس از لحاظ ظاهری مستطیل شکل است و مبتنی بر تبدیل سریع انرژی لرزه ای به انرژی حرارتی است، که این امر باعث می شود اتلاف انرژی حداکثر باشد.
بار لغزش باید برابر با 75٪ مقاومت تسلیم واقعی مهاربند و 130٪ بارهای سرویس (به عنوان مثال برش باد) باشد. جرم میراگر بسته به بار لغزش و جابجایی مورد نیاز متفاوت خواهد بود.
فناوری های جدید در این راستا، راهکارهای جدیدی را برای پاسخگویی به محدودیت های معماری و کارفرمایان امکان پذیر می کنند.
پارامترهای ایتبز برای مدلسازی میراگرهای اصطکاکی
پارامترهای مدل ون برای میراگر اصطکاکی در مهاربند کششی-فشاری
پارامترهای جداگر اصطکاکی مانند وزن، جرم، طول و غیره از طریق کاتالوگ قابل دستیابی است و یا از مسئول مربوطه درخواست شود.
حلقه هیسترزیس
برخی از نرم افزارها اجازه ورود مستقیم حلقه هیسترزیس را می دهند. در شرایطی که مهندس می خواهد با استفاده از این ویژگی ها، آنالیز را انجام دهد، می توان از حلقه شبه مستطیلی هیسترزیس استفاده کرد.
از آنجایی که تا قبل از لغزش میراگر، سختی میراگر با سختی مهاربند برابر است، سختی موثر و سختی مهاربند یکسان می باشد.
میراگر در یک بار تقریباً ثابت دچار لغزش می شود و بنابراین نسبت سختی پس از تسلیم را می توان تقریباً صفر تخمین زد، حدود 0001/0.
پیدا کردن بار لغزش بحرانی
لغزش بهینه، جذب انرژی را برای یک پیکربندی قاب معین و یک نیروی جانبی معین به حداکثر می رساند. نشان داده شده است که این نیرو کمتر از 50 درصد برش طبقه است اما اغلب، نیروهای مختلف بسته به محدودیت ها و اهداف طراح سازه توسط وی انتخاب می شوند.
نشان داده شده است، تغییرات کوچک در بار لغزش (به عنوان مثال+/- 20% ) تأثیر کمتری در پاسخ سازه دارند.
برای محاسبات سریع از یک سوم برش طبقه استفاده کنید، اطمینان حاصل کنید که نسبت سختی جانبی مهاربند به کل سختی جانبی طبقه (قاب + مهاربند) موکدا بیشتر از 0.5 بوده و در کل ارتفاع ساختمان ثابت است.
اتصالات و نصب
میراگرهای اصطکاکی می توانند در موارد زیر نصب گردد:
- قاب های فولادی
- قاب های بتن مسلح
- دیوار برشی فولادی یا بتنی
- قاب های چوبی
همچنین این میراگرها می تواند در هر سیستم مقاوم در برابر نیروی جانبی به عنوان یک سیستم میرایی یا به عنوان یک “فیوز” ایمنی قابل استفاده مجدد مورد استفاده قرار گیرد تا سازه ها را از تغییر شکل فرا ارتجاعی یا شکست محافظت کند.
در حالی که روش های موثر بسیاری برای نصب میراگر اصطکاکی وجود دارد، معمولاً از پیکربندی منفرد کشش فشار قطری استفاده می شود. روش نصب متداول دیگر در مهاربند شورون می باشد که میراگر در قطرها یا گاهی اوقات در خط اتصال بین تیر و مهاربند نصب می شود. میراگرهای اصطکاکی را می توان تقریباً در هر ساختمانی نصب کرد و در لینک زیر معمولاً از بارهای لغزش و ضربه استفاده شده است.
کاتالوگ میراگر اصطکاکی
کاتالوگ هایی وجود دارد که نمونه هایی از میراگرهای استاندارد، ابعاد و جرم آنها را ارائه می دهد. اگرچه ضربه‌هاي كوچك با میراگرهاي كوچك نشان داده شده است، بر عکس آن نیز معمول است یعنی فراهم کردن ضربه هاي بزرگ روي میراگرهای کوچک و ضربه هاي كوچك روي میراگرهاي بزرگ.
