بخشی از مقاله
چکیده
یکی از روش های استهلاک انرژی زلزله در ساختمان، استفاده از میراگرها است. میراگرهای فلزی-تسلیمی که بر پایه انرژی صرفشده در نتیجه تسلیم یک فلز خاص نظیر فولاد یا آلومینیوم کار میکنند، از میراگرهای ساده با قابلیت جذب انرژی بالا محسوب میشوند.
تحقیق حاضر به معرفی و بررسی یک میراگر جدید می پردازد. عملکرد این میراگر بر مبنای تبدیل حرکت محوری به پیچشی میباشد. در واقع این میراگر بر روی اعضایی از سازه که در حین زلزله تحت نیرو و جابجایی محوری قرار میگیرند نصب میشود.
با بکارگیری یک سیستم مکانیکی جابجایی محوری به حرکت پیچشی درون اعضای میراگر تبدیل می گردد. حرکت پیچشی ایجاد شده را که به نوعی بیانگر انرژی سیستم است، را می توان با استفاده از تسلیم فلزات در پیچش به میزان قابل توجهی مستهلک کرد. نیروی پیچشی ایجاد شده به یک استوانه فلزی تعبیه شده در میراگر، اعمال شده و آن را تحت پیچش وارد مرحله پلاستیک میکند. با وارد شدن استوانه فلزی به ناحیه پلاستیک مقداری انرژی مستهلک میشود. مدلسازی ایدهآل میراگر و بررسی عملکرد سیستم مجهز شده به میراگر در برابر بارگذاری، مورد مطالعه قرار خواهد شد.
مقدمه
در این مقاله بنا بر این است که عملکرد یک میراگرهای فلزی- تسلیمی جدید مورد مطالعه قرار گیرد. برای مطالعه و تحلیل عملکرد میراگر، ابتدا باید جنس فلز میراگر تعیین شود. در اینجا برای مشخص کردن فلز مورد استفاده در میراگر، بر روی فلزات با آلیاژهای مختلف آزمایشهایی در آزمایشگاه انجام شده است. آزمایش-های انجام شده در آزمایشگاه، شامل آزمایش کشش مستقیم و همچنین آزمایش پیچش میباشند. ابتدا با استفاده از نتایج آزمایشگاه، فلز مورد نظر برای استفاده کردن در میراگر انتخاب میشود. سپس با در نظر گرفتن دادههای نتایج آزمایشگاهی، مطالعهی تحلیلی بر روی رفتار میراگر صورت میگیرد. مطالعهی تحلیلی میراگر با استفاده کردن از نتایج آزمایشها، اعمال بارگذاری بر روی میراگر و همچنین بررسی روابط بین ×نیروها و جابجاییهای میراگر انجام میشود.
پیشینه پژوهش
ایده ی اولیه ی استفاده از میراگرهای فلزی در حدود سال 1970 میلادی ارائه شد. در آن زمان گروهی از محققان ایده های مختلف میراگرهای فلزی را بررسی میکردند. سپس بر روی تعدادی از میراگرها که قابلیت اجرا را داشت، آزمایش های متعددی را انجام دادند. پس از انجام آزمایش های گوناگون بر روی میراگرهای فلزی، سرانجام تعدادی از میراگرها را که نتایج قابل قبولی را داشتند، مورد مطالعه قرار دادند.
میراگرهای فلزی از جمله میراگرهایی هستند که به سرعت وابسته نیستند و فقط به مقدار جابجایی اعمال شده توسط بارگذاری، وابستگی دارند. به طور کلی میراگرهای فلزی در سه گروه مختلف تقسیم بندی میشوند. گروه اول، میراگرهای محوری- تسلیمی هستند که یک نمونهی بارز از این دسته از میراگرها، میراگر مهاربند مقید شده به عدم کمانش1 است . گروه دوم، میراگرهای برشی- تسلیمی میباشند که به طور مثال میراگر پانل برشی تسلیمی2 در این گروه از میراگرها جای دارد. میراگرهای خمشی - تسلیمی گروه دیگری از میراگرهای فلزی می باشند
روش شناسی پژوهش
باید فلزاتی که دارای رفتار انعطافپذیر پیچشی با قابلیت جذب انرژی بالا هستند، را برای انجام آزمایشها در نظر گرفت. طی بررسی انجام شده، فولاد ساختمانی و سه آلیاژ از آلومینیوم برای انجام آزمایش انتخاب شد. بنابراین نمونههای آزمایشی انتخاب شده برای آزمایش، شامل یک نمونه فولادی و سه نمونهی آلومینیومی با آلیاژهای مختلف هستند.
سه نمونهی آلومینیومی مورد استفاده برای آزمایش، طبق استاندارد سیستم تخصیص ، آلیاژهای 5083 ، 6061 ، 7075 می باشند. IADSبین المللی آلیاژ آزمایش کشش مستقیم توسط دستگاه موجود در آزمایشگاه مقاومت مصالح دانشکدهی مکانیک در دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفت. هر 4 نمونهی فولادی و آلومینیومی را در درون آزمایش کشش و تحت بار افزاینده از صفر تا لحظهی زوال نمونهها قرار داده شد. 3 آزمایش زمانی متوقف خواهد شد که نمونه بر اثر بارگذاری کششی از مقطعی که دچار باریک شدگی4 شده است، دچار شکست و زوال نهایی شده است. نمودارهای نیرو- جابجایی برای نمونههای مختلف به صورت زیر است.
نمودار.1 نیرو- جابجایی کششی نمونه ها
