پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 451 |
| تعداد مقالات | 5,747 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,195,842 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,695,688 |
توزیع بهینه اتصالات دارای میراگر جهت بهبود عملکرد لرزه ای قابهای صلب فولادی | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 17، دوره 55، شماره 4، تیر 1402، صفحه 811-832 اصل مقاله (2.93 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2023.21157.7636 | ||
| نویسندگان | ||
| امیرمحمد ربانی؛ سید مهدی زهرایی* | ||
| دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| برای کاهش پاسخ سازه در برابر زلزله، قطعات با قابلیت اتلاف انرژی میتوانند بر روی اتصالات فولادی جاگذاری گردند که این اتصالات با یک فنر دورانی برای تامین سختی و میرایی در سازه مدلسازی میشوند. در این پژوهش با انجام تحلیل لرزهای و عملیات بهینهسازی تحت چند رکورد زلزله سعی بر برآورد تخمینی برای بهترین محل قرارگیری اتصالات مذکور در سازه میباشد. در گذشته مطالعاتی بر روی این اتصالات در مقیاس سازه انجام شده است، به طوریکه در تمامی اتصالات سازه دو فنر مزبور قرار گرفته اند، اما این مقاله ترکیبی از این نوع اتصالات و اتصالات صلب در دو سازه 9 و 20 طبقه از سازههای مرجع SAC را بررسی می کند. در نهایت، عملکرد سازه با ترکیب اتصالات مجهز به میراگر و اتصالات صلب و همینطور سازه با توزیع یکنواخت اتصالات مجهز به میراگر مقایسه و بررسی گردید و مشاهده شد که عملکرد سازه با اتصالات ترکیبی با وجود مجهز بودن تعداد کمتری از این اتصالات به میراگر، بسیار بهتر از سازه با توزیع یکنواخت این نوع اتصالات میباشد. از سوی دیگر، رفتار خطی و غیرخطی سازه و اتصالات، مدلسازی شده و تحت بررسی قرار گرفت. همچنین در حالت بهینه به طور متوسط تحت سه زلزله، در سازه 9 و 20 طبقه به ترتیب 62 و 68% از اتصالات در حالت خطی و 58 و 61% در حالت غیرخطی، مجهز به میراگر شدند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اتصالات نیمهصلب؛ اتصالات صلب؛ میراگر ویسکوالاستیک؛ توزیع بهینه؛ الگوریتم ازدحام ذرات | ||
| موضوعات | ||
| اتصالات؛ رفتار لرزه ای؛ سازه فلزی؛ کنترل سازه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Optimal distribution of connections with dampers to improve the performance of steel moment frames | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Amir Mohammad Rabbani؛ Seyed Mehdi Zahrai | ||
| University of Tehran | ||
| چکیده [English] | ||
| To reduce the seismic response of steel frames, energy dissipating devices can be placed at connections. These connections can be modeled as a rotational spring and damper in parallel. In this paper, an attempt is made to estimate the best distribution of the connections, by time-history analysis and optimization operation. Although in the previous studies, these connections were distributed uniformly, in this research the combination of these connections in moment frames is proposed. Two 9 and 20-story frames with sections and dimensions based on SAC benchmark structures are studied. The seismic performance of optimized structures with connections equipped with dampers and rigid connections is evaluated and compared to that of the moment frame with the uniform placement of such connections. It is observed that the performance of hybrid structures, despite having fewer dampers in connections, is much better than the structure with uniform distribution of this type of connection. On the other hand, linear and nonlinear behavior of elements and connections in structure is developed. Also, in optimal conditions, 62 and 68% of the connections in linear and 58 and 61% in nonlinear behavior have been equipped with dampers respectively for 9 and 20-story structures. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Semi-rigid connections, rigid connections, viscoelastic dampers, optimum distribution, particle swarm algorithm | ||
| مراجع | ||
|
[1] M. Sekulovic, R. Salatic, M. Nefovska, Dynamic analysis of steel frames with flexible connections, Computers & structures, 80(11) (2002) 935-955. [2] Y.L. Xu, W. Zhang, Modal analysis and seismic response of steel frames with connection dampers, Engineering structures, 23(4) (2001) 385-396. [3] S.-Y. Hsu, A. Fafitis, Seismic analysis design of frames with viscoelastic connections, Journal of structural engineering, 118(9) (1992) 2459-2474. [4] G. MUSCOLINO, A. PALMERI, A. RECUPERO, Seismic analysis of steel frames with a viscoelastic model of semi-rigid connections, in: 13th World Conference on Earthquake Engineering held at Vancouver, Canada, Paper, 2004. [5] R. Ibrahim, C. Pettit, Uncertainties and dynamic problems of bolted joints and other fasteners, Journal of sound and Vibration, 279(3-5) (2005) 857-936. [6] G. Failla, On the dynamics of viscoelastic discontinuous beams, Mechanics Research Communications, 60 (2014) 52-63. [7] R. Attarnejad, A. Pirmoz, Nonlinear analysis of damped semi-rigid frames considering moment–shear interaction of connections, International Journal of Mechanical Sciences, 81 (2014) 165-173. [8] R. Attarnejad, M.R. Ghareshiran, A. Pirmoz, Seismic performance of semi-rigid frames with connection dampers, (2014). [9] A. Banisheikholeslami, F. Behnamfar, M. Ghandil, A beam-to-column connection with visco-elastic and hysteretic dampers for seismic damage control, Journal of Constructional Steel Research, 117 (2016) 185-195. [10] M. Saeidzadeh, M.R. Chenaghlou, A.A. Hamed, Experimental and numerical study on the performance of a novel self-centering beam-column connection equipped with friction dampers, Journal of Building Engineering, 52 (2022) 104338. [11] M. Gürgöze, P. Müller, Optimal positioning of dampers in multi-body systems, Journal of sound and vibration, 158(3) (1992) 517-530. [12] G. Chen, J. Wu, Optimal placement of multiple tune mass dampers for seismic structures, Journal of Structural Engineering, 127(9) (2001) 1054-1062. [13] M.P. Singh, L.M. Moreschi, Optimal placement of dampers for passive response control, Earthquake engineering & structural dynamics, 31(4) (2002) 955-976. [14] N. Wongprasert, M. Symans, Application of a genetic algorithm for optimal damper distribution within the nonlinear seismic benchmark building, Journal of Engineering Mechanics, 130(4) (2004) 401-406. [15] H. Heydarinouri, S.M. Zahrai, Iterative step‐by‐step procedure for optimal placement and design of viscoelastic dampers to improve damping ratio, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 26(9) (2017) e1361. [16] M. Bayat, S.M. Zahrai, Seismic performance of mid-rise steel frames with semi-rigid connections having different moment capacity, Steel Compos. Struct, 25(1) (2017) 1-17. [17] A. Kaveh, M. Ghafari, Y. Gholipour, Optimum seismic design of steel frames considering the connection types, Journal of Constructional Steel Research, 130 (2017) 79-87. [18] X. Huang, Evaluation of genetic algorithms for the optimum distribution of viscous dampers in steel frames under strong earthquakes, Earthq. Struct, 14(3) (2018) 215-227. [19] H. Moghaddam, F. Afzalinia, I. Hajirasouliha, Optimal distribution of friction dampers to improve the seismic performance of steel moment resisting frames, in: Structures, Elsevier, 2022, pp. 624-644 [20] S. Mazzoni, F. McKenna, M.H. Scott, G.L. Fenves, OpenSees command language manual, Pacific Earthquake Engineering Research (PEER) Center, 264(1) (2006) 137-158. [21] R. Eberhart, J. Kennedy, A new optimizer using particle swarm theory, in: MHS'95. Proceedings of the sixth international symposium on micro machine and human science, Ieee, 1995, pp. 39-43. [22] M. Clerc, J. Kennedy, The particle swarm-explosion, stability, and convergence in a multidimensional complex space, IEEE transactions on Evolutionary Computation, 6(1) (2002) 58-73. [23] A.T. Council, Quantification of building seismic performance factors, US Department of Homeland Security, FEMA, 2009. [24]A. Gupta, Seismic demands for performance evaluation of steel moment resisting frame structures, Stanford University, 1999. [25]Y. Ohtori, R. Christenson, B. Spencer Jr, S. Dyke, Benchmark control problems for seismically excited nonlinear buildings, Journal of engineering mechanics, 130(4) (2004) 366-385. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 977 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,024 |
||