بررسی رفتار مهاربند کمانش‌ ناپذیر پیشنهادی متشکل از لوله‌های تودرتو تحت اثر بارگذاری چرخه‌یی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

2 دانشکده ی مهندسی عمران، دانشکده فنی ، دانشگاه تهران

چکیده

در نوشتار حاضر، مطالعات پیشین در زمینه‌ی سیستم مهاربندی کمانش‌تاب تمام فولادی معرفی شده توسط نویسندگان از طریق روش‌های نظری و آزمایشگاهی
گسترش یافته است. سیستم پیشنهادی شامل دو عضو لوله‌یی به صورت تودرتو بوده است، که در آن لوله‌ی داخلی به عنوان عضو تسلیم‌شونده تحت بار محوری و لوله‌ی خارجی با جزئیات و ملحقات لازم به عنوان مکانیسم مقیدکننده در برابر کمانش عمل می‌کند. در پژوهش حاضر، ضمن معرفی جزئیات سیستم مهاری پیشنهادی، رفتار آن تحت اثر بارگذاری چرخه‌یی به صورت تفصیلی مطالعه شده است. علاوه بر گزارش مطالعات آزمایشگاهی انجام شده به منظور اثبات مفاهیم مطروحه، مدل‌ سازی‌های عددی مشتمل بر مدل‌سازی تفصیلی و تحلیل غیرخطی با در نظر گرفتن آثار رفتار غیرخطی هندسی و مصالح و همچنین تماس انجام پذیرفته است. نتایج حاصل از مطالعات حاضر نشان از عملکرد مناسب عضو پیشنهادی به عنوان مهاربند کمانش‌تاب با رفتار متقارن و پایدار تحت بارگذاری چرخه‌یی دارد. از جمله مزایای سیستم پیشنهادی، می‌توان به سهولت ساخت و نصب، کاهش وزن و میزان مصالح مصرفی، تسریع عملیات اجرایی و آثار زیست‌محیطی مطلوب اشاره کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Performance Evaluation of Proposed Tube-in-Tube Buckling Restrained Brace under Cyclic Loading

نویسنده [English]

  • Sh. Maalek 2
1 F‌a‌c‌u‌l‌t‌y o‌f C‌i‌v‌i‌l E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g S‌a‌h‌a‌n‌d U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y o‌f T‌e‌c‌h‌n‌o‌l‌o‌g‌y
2 D‌e‌p‌t. o‌f C‌i‌v‌i‌l E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y o‌f T‌e‌h‌r‌a‌n
چکیده [English]

In this article, a new type of all-steel buckling brace is introduced. The proposed bracing member consists of two tubular members. The inner tube is intended to act as the structural core such that energy can be suitably dissipated by its yielding under cyclic loading. The outer tube is supposed to act as a lateral restraint for the inner one without interfering in the axial load-carrying inner tube, that is, using a gap separating the two tubes, the inner tube should be free to slide inside the outer one under the application of cyclic loading. Hence, axial loads are resisted by the inner core tube and the outer tube may only interfere in axial force resistance through friction at contact points after the core deforms laterally. In this study, while accurately introducing the proposed system, its behavior under cyclic loading has been studied using both experimental tests and numerical modeling. The test specimen was designed based on the parametric study previously done by the authors. In order to investigate the cyclic performance of the proposed BRB member, the displacement loading protocol proposed by the AISC was applied. Numerical modeling was performed using ABAQUS software, taking into account all nonlinear effects, including nonlinear behavior of materials, geometric nonlinearity, and contact. Based on the experimental and numerical results, it was demonstrated that the proposed BRB - if well designed - would be quite competent in accomplishing the intended tasks as a buckling restrained bracing member. Properly designed TiTBRBs can exhibit stable cyclic behavior and satisfactory cumulative plastic ductility capacity so that they can serve as effective hysteretic dampers. At the same time, such all-steel TiTBRBs concreting was eliminated; hence, much lighter members were obtained. This is also associated with ease and speed of fabrication, erection, inspection, replacement, and a more economical and environmentally friendly design.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Buckling restrained brace
  • Tube –in-Tube Member
  • Cyclic Loading
  • FEA