Abstract
During the Northridge and Kobe Earthquakes, many steel moment resisting frames suffered damage at the beam-to-column connections. In order to solve this problem, an innovative structural system with slit dampers was developed in this study, which could not only provide good seismic performance but could also be easily repaired after a heavy earthquake. In the proposed structural system, a mechanical joint is adopted that is equipped with a metallic damper as the beam-to-column connection. The main feature of this system is that plastic deformation is limited to the slit dampers at the bottom flange. The seismic performance of the proposed connection was verified through cyclic tests of three full-scale steel structures that had slit dampers and of one specimen that had a conventional welded moment resisting frame. Test results indicated that the proposed connection showed an excellent hysteretic behavior. In addition, the energy dissipation and plastic deformation in this system were concentrated only at the slit dampers, while the inelastic behavior of the beams and columns is prevented through appropriate capacity design
چکیده
در جریان زلزله های نورتریج و کوبه، بسیاری از قابهای خمشی فولادی (MRF) متحمل خساراتی در قسمت اتصالات تیر به ستون شدند. در این مطالعه، به منظور حل این مشکل، یک سیستم سازه ای خلاقانه با (دامپر) یا میراگرهای شکافدار (slit dampers) ایجاد شده، که نه تنها می تواند عملکرد لرزه ای خوبی داشته باشد، بلکه پس از یک زلزله ی شدید به راحتی قابل تعمیر است. در این سیستم سازه ای پیشنهادی، یک اتصال مکانیکی مجهز به میراگر فلزی بکار می رود که به صورت اتصال تیر به ستون است. ویژگی اصلی این سیستم این است که تغییر شکل (دفرمه شدن) پلاستیک محدود به میراگرهای شکافدار در بال (flange) زیرین است. عملکرد لرزه ای در اتصالات پیشنهادی از طریق آزمون های چرخه ای از سه سازه ی فولادی با مقیاس کامل که میراگرهای شکافدار داشتند، و یک نمونه که قاب خمشی با جوش های معمولی و متعارف داشت، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که اتصالات پیشنهادی رفتار هیسترزیس بسیار عالی از خود نشان می دهند. علاوه بر این، اتلاف انرژی و تغییر شکل پلاستیک در این سیستم فقط در میراگرهای شکافدار تمرکز داشتند، در حالیکه با طراحی ظرفیت مناسب، از رفتار غیر الاستیک (غیر ارتجاعی) تیرها و ستون ها جلوگیری به عمل آمد.
1-مقدمه
در طی زلزله های نورتریج (1994) و کوبه (1995)، در حالیکه بسیاری از ساختمان های برای جلوگیری از فروپاشی طراحی شده بودند، تا زندگی انسان ها را نجات دهند [1و2]، اما تعداد زیادی از ساختمان های فولادی آسیب شدیدی دیدند و کارکرد ساختاری آنها نابود شدند. شدیدترین آسیب ها، شکستگی های تُرد بودند که در اتصالات جوش داده شده ی تیر به ستون به وجود آمدند. در حالیکه چنین آسیبی برای سازه های فولادی قدیمی تر که دارای جزئیات اتصال غیر شکل پذیر بودند، امری اجتناب ناپذیر است، اما این نوع آسیب، برای برخی ساختمان های نسبتاً جدید که مطابق با آیین نامه های جاری زلزله طراحی شده بودند نیز انتظار می رفت...