عنوان
يك روش كاربردي براي طراحي بهينه ميراگرهاي فلزي تسليمي مجهز به آلياژ حافظه‌دار براي كنترل لرزه‌اي قاب‌هاي فولادي
نويسنده اصلي
فرازمند، مهسا
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
آلياژهاي حافظه‌دار دسته‌اي از آلياژهاي هوشمندي هستند كه مقاومت به خوردگي عالي، رفتار ميرايي خوب، اثر حافظه شكلي و فوق ارتجاعي قابل‌توجهي در دماي اتاق دارند. اين‌گونه از آلياژها با استفاده از يك نيروي خارجي به راحتي تغيير شكل داده و در صورت گرم شدن بيش از دماي خاص، با گرمايش خارجي يا داخلي، منقبض يا به شكل اصلي خود بازمي‌گردند. به اين پديده اثر حافظه شكلي مي‌گويند. سيستم‌هاي داراي عناصر مبتني بر آلياژهاي حافظه‌دار، قابليت افزايش اتلاف انرژي بارهاي خارجي و بازيابي سازه‌ها پس از حذف بارها را دارند. هرچند ميراگر فلزي مجهز به آلياژ حافظه‌دار داراي قابليت مركز‌گرايي است؛ بااين‌حال، در مقايسه با ميراگرهاي لرزه‌اي معمولي قابليت اتلاف انرژي كمتري دارند. براي افزايش ظرفيت ميراگر داراي آلياژهاي حافظه‌دار، پيشنهادشده است با ميراگر فلزي داراي صفحات فلزي خمشي تركيب گردند تا ميراگر هيبريدي جديد توليد شود. ميراگر فلزي نقش اصلي در جذب انرژي لرزه‌اي را دارد، درحالي‌كه ميله‌هاي آلياژ حافظه‌دار نقش بازيابي تغيير شكل غير‌الاستيك را ايفا مي‌كنند.
در اين مطالعه، ميراگر پيشنهادي در نرم‌افزار OPENSEES مدل‌سازي و نتايج تحليل‌هاي عددي با نتايج آزمايشگاهي صحت سنجي شده است. به كمك تحليل غيرخطي تاريخچه زماني، سازه‌هاي 4، 8 و 12 طبقه مجهز به اين نوع ميراگر ارزيابي لرزه‌اي شده‌اند. نتايج تحليل‌هاي انجام شده نشان داده است كه با افزايش قطر آلياژ حافظه‌دار، ضخامت ميراگر فلزي و تعداد آن‌ها به ترتيب تغيير شكل نسبي پسماند و جابه‌جايي نسبي ميان طبقه‌اي به طور چشمگيري كاهش مي‌يابد و همين امر موجب كاهش خرابي المان‌هاي سازه‌اي و غيرسازه‌اي و در نتيجه كاهش خسارات جاني و مالي مي‌گردد.
استفاده از ميراگرهاي داراي آلياژ حافظه‌دار در كنار مزاياي خود به علت گران بودن آن صرفه اقتصادي ندارند. به همين منظور هدف اين پژوهش استفاده از روش بهينه‌سازي يكنواخت‌سازي جابه‌جايي‌ها به منظور به‌كارگيري حداكثري از ظرفيت اين نوع از آلياژ براي كاهش خسارات حاصل از زلزله به‌صورت بهينه در سازه است. نتايج بهينه‌سازي نشان مي‌دهد كه اين الگوريتم قادر به كاهش حجم آلياژ حافظه‌دار و ميراگر فلزي به ترتيب تا % 3/22 و % 73/17 است. همچنين جابه‌جايي‌هاي نسبي ميان طبقه‌اي در تمام طبقات، كمتر از % 5/1 و جابه‌جايي‌هاي نسبي پسماند زير%2/0 است كه باعث مي‌شود سازه از نظر امنيت در سطح يك قرار گيرد و صرفاً خرابي در المان‌هاي غيرسازه‌اي ايجاد شود.
شماره ركورد
219805
گرايش رشته تحصيلي
سازه
دانشكده
مهندسي عمران
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان