اثر میراگرهای اصطکاکی دورانی در قاب‌های خمشی
میراگرهای الحاقی به منظور کاستن از پاسخ دینامیکی سازه‌ها در برابر بارگذاری باد و زلزله استفاده میشوند. مکانیزم عملکردی این وسایل به گونه‌ای است که مقدار زیادی از انرژی ورودی به سازه بر اثر بارگذاری دینامیکی، جذب و مستهلک میشود. عملکرد این وسایل موجب میشود که انرژی دریافتی سایر اعضای سازه‌ای کاهش یافته و در نتیجه تغییر شکل زیادی در آنها ایجاد نشود. میراگر اصطکاکی بر اساس مکانیزم اصطکاك بین اجسام صلب نسبت به یکدیگر عمل می‌کند. میراگر اصطکاکی دورانی، نوع خاصی از میراگر اصطکاکی است که دارای مزایای متعددی از جمله تکنولوژی بسیار ساده، ساخت، نصب و نگهداری آسان و قابلیت چندین بار استفاده است.
میراگرهای اصطکاکی دورانی در قاب‌های خمشی با جذب و استهلاك درصد بالایی از انرژی ورودی به سازه، شرایط ایمن و پایداری را نسبت به ساختمان‌های مشابه فراهم می‌کنند. بعد از انجام تحلیل‌های استاتیکی غیرخطی بر روی سازههای مورد بررسی مشخص میشود که این میراگرها تا قبل از رسیدن به بار لغزش خود، موجب افزایش سختی سازه میشوند، اما بعد از لغزش میزان سختی برابر با سختی قاب بدون میراگر است و بنابراین در سازه‌هایی که افزایش سختی برای آنها مفید باشد این میراگر موجب بهبود رفتار لرزهای آنها خواهد شد.
یکی از روش‌های کنترل ارتعاشات سازه‌ها تحت تأثیر بارهای لرزهای، استفاده از وسایل اتلاف انرژی یا میراگرها است. کاربرد این وسایل در طراحی ساختمان‌های جدید و مقاوم سازی ساختمان‌های موجود به سادگی امکان پذیر است. میراگرها بجای افزایش شکل پذیری عناصر سازه‌ای تکیه بر مستهلک نمودن انرژی لرزهای دارند. افزودن وسایل جاذب انرژی به سازه یا جداسازی لرزهای سازه معمولاً از راه‌های کنترل سازه شناخته میشود. در دو دهه اخیر پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای در کنترل سازه صورت گرفته است. بر اساس طبیعت استهلاك انرژی زلزله، این سیستم‌های کنترل به سه دسته تقسیم بندی میشوند که شامل کنترل فعال، کنترل نیمه فعال و کنترل غیر فعال است.
میراگرهای اصطکاکی جزء سیستم‌های غیرفعال هستند و کاربرد آنها در قاب‌های خمشی در حال افزایش است و پروژه‌های بسیاری از این میراگرها در جهان انجام شده است. شایان ذکر است به تازگی نوع نیمه فعال آن نیز تولید شده که هم در مهاربند و هم به عنوان جداگر استفاده میشود. عملکرد میراگرهای اصطکاکی غیرفعال تاکنون، به طرق مختلف مورد بررسی قرار گرفته و الگوریتم‌های جدیدی برای تحلیل سازههای دارای این نوع میراگر پدید آمده است که همگی گویای عملکرد رضایت بخش این میراگرها در کاهش پاسخ لرزهای سازه‌ها است.
این نوع میراگرها در دسته میراگرهای هیسترزیس قرار می‌گیرند و انرژی را با تغییر مکان و بار لغزش خود اتلاف می‌کنند. تمام میراگرهای اصطکاکی موجود در واقع به یک صورت عمل می‌کنند. به این صورت که یک قسمت به صورت ثابت قرار گرفته و قسمت دیگر به صورت دینامیکی بر روی آن می‌لغزد. لغزش در سطح مشخصی از نیرو اتفاق می‌افتد و تا قبل از رسیدن به این سطح، هیچ حرکتی روی نمی‌دهد. اما بعد از این سطح، لغزش و حرکت آغاز میشود. حرکت بر اساس قانون اصطکاك کولمب رخ می‌دهد. این میراگرها معمولاً حلقه‌های پایدار پسماند ایجاد می‌کنند.
افزودن میراگرهای اصطکاکی دورانی به هریک از قاب‌ها، نه تنها موجب کاهش پاسخ‌های سازه میشود، بلکه موجب کاهش کل انرژی جذب شده توسط سازه میشود. علاوه بر این، با وجود اینکه میانگین انرژی جذب شده در سازههای مجهز به میراگر کمتر از سازههای بدون میراگر است، اما کل انرژی غیرالاستیک مستهلک شده در اعضا در سازههای مجهز به میراگر بسیار بیشتر از سازههای بدون میراگر است و تقریباً تمام این انرژی در میراگرها مستهلک میشود.
در حالی که در سازههای بدون میراگر انرژی جذب شده غیرالاستیک در تیرها و ستون‌ها مستهلک میشود. بنابراین با افزودن میراگرهای اصطکاکی دورانی به قاب‌های خمشی، نه تنها میانگین انرژی جذب شده توسط سازه کاهش می‌یابد، بلکه انرژی زیادی در میراگرها مستهلک میشود و بنابراین سهم تیرها و ستون‌ها در جذب انرژی بصورت غیرالاستیک بسیار کاهش می‌یابد و در طی زلزله میراگرهای اصطکاکی دورانی موجب تمرکز انرژی غیرالاستیک در خود میشوند.
میراگرهای اصطکاکی دورانی دارای رفتاری مناسب در قاب‌های خمشی بوده و در این قاب‌ها نه تنها موجب کاهش پاسخ‌های سازه میشوند بلکه
با جذب و استهلاك درصد بالایی از انرژی ورودی به سازه، شرایط ایمن و پایداری را نسبت به ساختمان‌های مشابه فراهم می‌کنند. منحنی هیسترزیس
سازههای مجهز به این نوع میراگر بدون کاهش سختی و افت مقاومت بوده و باریک شدگی در آنها رخ نمی‌دهد. این میراگرها تا پیش از وقوع چرخش، موجب افزایش سختی سازه میشوند و بنابراین با افزودن سیستم مهاری و میراگر اصطکاکی دورانی به قاب‌های خمشی، پاسخ‌های سازه از جمله نسبت تغییر مکان کلیه طبقات کاهش می‌یابد.
