مطالعه آزمایشگاهی رفتار هیسترزیس قاب خمشی بتنی مقاوم سازی شده با میراگر تسلیمی فلزی TADAS تحت بار چرخه‌ای جانبی

ناظران, رضا; همتی, علی; حاجی کاظمی, حسن

doi:10.30478/jcsm.2022.327811.1256

مطالعه آزمایشگاهی رفتار هیسترزیس قاب خمشی بتنی مقاوم سازی شده با میراگر تسلیمی فلزی TADAS تحت بار چرخه‌ای جانبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری تخصصی سازه، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

² استادیار، مرکز تحقیقات ژئوتکنیک لرزه ای و بتن توانمند، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

³ استاد گروه عمران، گرایش سازه، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

10.30478/jcsm.2022.327811.1256

چکیده

نگاهی به خسارت‌های ناشی از زلزله‌های گذشته نشان می دهد که درصد بالایی از ساختمان‌های بتن آرمه که تاکنون در کشور ساخته شده‌اند در برابر زلزله مقاوم نیستند و یا مقاومت کافی و قابل قبولی ندارند. از این رو ضرورت تقویت این ساختمان‌ها برای مقابله با نیروهای جانبی و با روش مقاوم‌سازی قابل اعتماد، سریع و آسان احساس می‌شود. در این مقاله 9 قاب بتن آرمه مورد آزمایش قرار گرفتند و از میراگر تسلیمی فلزی برای بهسازی لرزه‌ای قاب‌های بتنی خمشی استفاده شده است. میراگر تسلیمی مورد نظر از نوع میراگر TADAS^* می‌باشد که با استفاده از مهاربند فلزی به قاب بتنی متصل شده است. مهاربند فلزی از نوع همگرا است که بین میراگر و تیر بتنی متصل شده است. همچنین در این مقاله سه مهاربند همگرا نیز در سازه قرار داده شده تا تاثیر آن بر مقاومت و رفتار سازه بررسی گردد. در سازه با میراگر TADAS مقدار مقاومت، بیش‌تر از قاب بتنی بدون میراگر بود و میزان خسارت وارد شده نسبت به قاب بدون میراگر، کمتر ثبت گردید. این قاب‌ها تحت بارگذاری چرخه‌ای جابجایی قرار گرفته و مشخصات آن‌ها شامل مقاومت، ترک‌خوردگی بررسی شد. با اضافه کردن مهاربند فولادی به قاب بتنی، مقاومت نمونه به مقدار 48% نسبت به نمونه شاهد و با اضافه کردن میراگر تسلیمی به قاب بتنی، مقاومت نمونه‌ها حدود 28% نسبت به نمونه شاهد افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

تعمیر، تقویت، بهسازی و نگهداری سازه‌های بتنی

عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Hysteresis Behavior of Reinforced Concrete Frame Equipped with TADAS Yielding Damper under Cyclic Loading

نویسندگان [English]

Reza Nazeran ¹
Ali Hemmati ²
hasan haji kazemi ³

¹ Ph.D. Student, Civil Engineering Department, Semnan Branch, Islamic Azad University, Semnan, Iran

² Assistant Professor, Seismic Geotechnical and High Performance Concrete Research Centre, Civil Engineering Department, Islamic Azad University, Semnan Branch, Semnan, Iran

³ Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

چکیده [English]

A review of the damages caused by previous earthquakes shows that a significant number of the structures constructed in the country are neither earthquake-resistant nor have enough strength. Consequently, reliable, fast, and easy retrofitting methods are needed to improve these structures to withstand lateral forces. In the present study, 9 concrete frames were tested, and yielding steel dampers have been used for the seismic rehabilitation of the concrete moment-resisting frames. TADAS (Triangular-plate Added Damping and Stiffness) dampers are attached to the concrete frame using steel braces. The dampers and concrete beams are connected with concentric steel braces. Moreover, three concentric braces have been installed to investigate the influence of the braces on the strength and behavior of the structure. Compared to the moment-resisting frame, the structure that used TADAS dampers exhibited greater strength and recorded fewer damages. Cyclic displacement loading was applied to these frames, and their characteristics, including strength and crack, were investigated. In comparison with the control frame, the steel braces and yield dampers increased the structural strength of the concrete frames by 48% and 28%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

Reinforced concrete frame
Yielding damper
TADAS
Cycle loading
Resistance

مراجع

[1]. Abou-Elfath H. Ghobarah A. Behaviour of Reinforced Concrete Frames Rehabilitated with Concentric Steel Bracing. Canadian J. Civ. Eng., 27(2000)433-444.

[2]. Ghobarah A. Abou-Elfath H. Rehabilitation of a Reinforced Concrete Frames Using Eccentric Steel Bracing. Engineering Structures, 23(2001)745-755.

[3]. Kazem Sharbatdar, A.Kheyroddin, and E.Emami.Cyclic performance of retrofitted reinforced concrete beam-column joints using steel prop, Construction & Building Materials,2012,36:287–294 .

[4]. Maheri, M. R. and Akbari, R. Seismic Behaviour Factor, R, for Steel XBraced and Knee Braced RC Buildings, Engineering Structures, No. 12, 25(2003)1505- 1513.

[5]. Maheri M. R., Kousari R. and Razazan M. Pushover tests on steel X-braced and Knee braced RC frames Engineering Structures, No. 13, 25(2003)1697-1705.

[6]. Maheri, M R. and Hadjipour, A. Experimental Investigation and Design of Steel Brace Connection to RC Frame, EngineeringStructures, No. 13, 25(2003)1707- 1714.

[7]. Y.R. Yen, H.K. Chien, Steel Plates Rehabilitated RC Beam–Column Joints Subjected to Vertical Cyclic Loads, Construction and Building Materials, 24 (2010) 332–339.

[8]. ‌Zahraei Seyed Mahdi, Rad B. (2007) Analytical Investigation Of Tadas Damper Applied In Seismic Rehabilitation & Design Of Concrete Structures, ESTEGHLAL , Volume 25 , Number 2; Page(s) 51 To 64.

[9]. TahamouliRoudsari, M.B. Eslamimanesh, A.R. Entezari, O.Noori, M. Torkaman , Experimental Assessment of Retrofitting RC Moment Resisting Frames with ADAS and TADAS Yielding Dampers, Structures,Volume 14, (2018) ,Pages 75-87.

[10]. Hemmati, A. Kheyroddin and M. Farzad. Experimental Study of Reinforced Concrete Frame Rehabilitated by Concentric andEccentric Bracing, Journal of Rehabilitation in Civil Engineering 8-1 (2020) 97-108.

[11]. R.Maheri , A.hadjipour (2003) “ Experimental investigation and design of steel brace connection to RC frame” ,Eng struct

[12]. Ferraioli, M., Avossa, A. M., & Malangone, P. (2006). Performance-based assessment of R.C. buildings strengthened with steel braces. Proceedings of the 2nd International Congress Nalps, Italy.

[13]. Maheri, M. R., Kousari, R., & Razazan, M. (2003). Pushover tests on steel X-braced and knee-braced RC frames. Journal of Engineering Structure, vol. 25, No. 13, pp. 1697-1705.

[14]. Mahmoudi, M., Abdi, M. Gh., & Mahmoudi, F. (2014). Influence of the TADAS Dampers on the Ductility Reduction Factor of Steel Frames. 2nd European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Istanbul AUG.

[15]. Aguiar, R., Mora, D., & Rodríguez, M. (2016). CEINC-LAB. A free software to find the seismic capacity curve of frames with ADAS or TADAS dissipators. Construction Engineering Magazine, vol. 31, No.1, pp. 37-53.

[16]. Rais1, O. Ounis1 And R. Chebili1. Study And Modelling Of Dynamic Behaviour Of Structures With Energy Dissipation Devices Type Adas, 2nd Turkish Conference on Earthquake Engineering and Seismology- TDMSK -, Antakya, Hatay/Turkey, 2013 September 25-27, 2013.

[17]. Khazaei, M. “Investigation on Dynamics Nonlinear Analysis of Steel Frames with Steel”, The 2nd Rehabilitation and International Conference on Maintenance in Civil Engineering, 2014.

[18]. Sajjadi Alehashem, S. M Keyhani, A, and Pourmohammad, H. (2008) Behavior and Performance of Structures Equipped With ADAS & TADAS Dampers (a Comparison with Conventional Structures), the 14th World Conference on Earthquake Engineering October, Beijing, China.

[19]. Bayat M. and Abdollahzade G.R. (2011) Analysis of the steel braced frames equipped with ADAS devices under the far field records, Latin American Journal of Solids and Structures, 8, 163 – 181.

[20]. Sahoo D R , Singhal,T Taraithia S S, Saini A. (2015) Cyclic behavior of shear-and- flexural yielding metallic dampers, Journal of Constructional Steel Research, 114, 247 –257.