بسیاری از قاب های خمشی فولادی، در اثر بارهای لرزه ای به علت خراب شدن اتصالات آسیب می بینند. استفاده از سیستم-های کنترل غیرفعال در سازه ها به منظور عدم آسیب به اجزای اصلی سازه، در دهه های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، عملکرد میراگر شکافدار فولادی (SSD) در اتصالات تیر به ستون فولادی به روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. این میراگر از یک ورق فولادی که بر روی آن تعدادی شکاف با انتهایی دایره ای شکل ایجاد شده، ساخته می شود. به منظور شناخت رفتار این میراگر، عملکرد آن دریک اتصال تیر به ستون فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر اندازه شعاع شکاف ها بر روی اتصال، و اشکال دیگری از این نوع میراگر با شکاف های بیضی و لوزی شکل در اتصالات تیر به ستون فولادی بررسی شده است. پس از مدل سازی این دو نوع جدید از میراگر به روش المان محدود، منحنی هیسترزیک مدل ها و کرنش های پلاستیک با هم مقایسه شده است. بر پایه نتایج، میراگر شکافدار فولادی می تواند تعداد زیادی از چرخه بارگذاری را تحمل کند. حداکثر لنگر و نیروی وارده به اتصال، تغییر شکل و اعوجاج در میراگر با شکاف های مختلف مقایسه شده است. همچنین مقایسه برش پایه وارد شده به قاب فولادی تحت جابجایی جانبی و انرژی جذب شده توسط قاب با میراگر SSD و میراگر بیضی شکل انجام شده است. که نتایجی برای استفاده از اندازه یا اشکال بهینه این میراگرها را به دست می دهد.

میراگر شکافدار فولادی تسلیم شونده در اتصالات سازه های فولادی باعث استهلاک انرژی ورودی لرزه ای از طریق ایجاد تغییرشکل های پلاستیک می گردد و از صدمات مخرب به المان های اصلی سازه (تیر و ستون) جلوگیری می شود. شکل شکافها در این میراگر نقش بسزایی در بهبود شکل پذیری و عملکرد لرزه ای رفتار قاب های خمشی فولادی دارد. در این مطالعه، شکل هندسی جدیدی برای شکاف ها در این میراگر به منظور بهبود رفتار میراگر و اتصالات گیردار قاب های خمشی فولادی ارایه شده است. به منظور بررسی عملکرد این میراگر پیشنهادی، رفتار یک اتصال گیردار با میراگر شکافدار رایج و میراگر پیشنهادی تحت بارگذاری چرخه ای و بار افزون در نرم افزار اجزای محدودی آباکوس ارزیابی شده است. نتایج ارزیابی ها نشان می دهد کاهش عرض شکاف های میراگر در دو انتهای شکاف و عریض شدن قسمت میانی شکافها (نوارها) در میراگر پیشنهادی، عملکرد بهتری را نسبت به نمونه رایج دارا می باشد. به گونه ای که میراگر شکافدار پیشنهادی با وزن یکسان نسبت به نمونه رایج آن تحت برش خالص، 41 درصد جذب انرژی بیشتری دارد. همچنین استفاده از آن در زیر بال تیر در اتصال گیردار تیر به ستون تحت بارگذاری چرخه ای، باعث افزایش 8/51 درصدی اتلاف انرژی نسبت به نمونه رایج شده است. بنابراین عملکرد میراگر شکافدار پیشنهادی تحت برش به گونه ای است که ابتدا، قسمت میانی نوارها مانند فیوز عمل کرده و شکل پذیری مناسبی را فراهم می کند و سپس تنش های حداکثر به قسمت صاف بالایی و پایینی نوارهای میراگر انتقال یافته و به علت توزیع تنش در سطح بیشتر، مقاومت میراگر افزایش می یابد.

میراگر شکافدار فولادی یک ورق یا پروفیل استاندارد فولادی با تعدادی شکاف بریده شده در جان آن است. نوارهای باقیمانده در جان میراگر، با جذب تغییر شکل های غیرالاستیک، انرژی لرزه ای را مستهلک کرده و مانع از انتقال آن به اعضای سازه ای اصلی می شوند. میراگرهای شکافدار فولادی با عرض نوار یکنواخت، به منظور جلوگیری از شکست ترد اتصالات و خرابی اعضای سازه ای اصلی، در محل اتصال تیر به ستون استفاده شده اند. طبق تحلیل های صورت گرفته در نرم افزار المان محدود آباکوس، استفاده از میراگرهای شکافدار با عرض نوار یکنواخت در پژوهش های آزمایشگاهی قبلی، موجب تمرکز تنش در قسمت های انتهایی نوارها، توزیع نامتوازن تنش های فون میسز در طول نوارها و عدم مشارکت قسمت های میانی نوارهای میراگر شکافدار در استهلاک انرژی شده است. بنابراین، به منظور رفع این مشکل و افزایش سطح جاذب انرژی در قسمت های انتهایی نوارها، میراگر شکافدار با شکاف های بیضی پیشنهاد شده و با میراگر شکافدار ارائه شده در مقالات قبلی، مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج تحلیل اتصالات تحت بارگذاری تناوبی، نشان داده است که استفاده از میراگر شکافدار پیشنهادی با شکاف های بیضی، موجب توزیع بهتر تنش ها در طول نوارهای میراگر، عملکرد هیسترزیس بهتر و افزایش میزان جذب انرژی در اتصال شده است. نتایج نشان داد که میزان استهلاک انرژی و بیشینه دوران پلاستیک تجمعی تحمل شده به وسیله اتصال مجهز به میراگر شکافدار پیشنهادی با شکاف های بیضی نسبت به میراگر شکافدار با عرض شکاف ثابت، به ترتیب، 99.6 و 26.8 درصد افزایش یافته است.

میراگر لوله ای فولادی به عنوان نوعی از میراگرهای غیرفعال جهت اتلاف انرژی لرزهای مورد استفاده قرار میگیرد بطوری که می تواند مقدار قابل ملاحظه ای از انرژی ورودی لرزه ای را بواسطه ایجاد تغییرشکل های پلاستیک در خود مستهلک نموده و در نتیجه از ایجاد آسیب و صدمات مخرب در سازه ها جلوگیری نماید. در این تحقیق، میراگر لولهای فولادی با مقطع بیضوی بمنظور بهبود رفتار میراگر لولهای در جذب انرژی لرزهای پیشنهاد شده است. همچنین، استفاده از این میراگر پیشنهادی در اتصال گیردار تیر به ستون جهت بهبود عملکرد این اتصال ارایه شده است. ابتدا به منظور ارزیابی عملکرد میراگر لوله ای بیضوی پیشنهادی، مدلسازی این میراگر تحت بارگذاری چرخه ای در نرم افزار اجزای محدودی آباکوس (ABAQUS) انجام شده است و سپس، عملکرد آن با نوع رایج میراگر لولهای با مقطع دایره و وزن یکسان مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد میزان استهلاک انرژی میراگر پیشنهادی بیضوی شکل 22 درصد بیشتر از میراگر دایره ای شکل می باشد و همچنین در میراگر پیشنهادی، توزیع تنش یکنواختتری نسبت به میراگر رایج لولهای مشاهده میشود. در ادامه این تحقیق، کارایی میراگر پیشنهادی در اتصال گیردار تیر به ستون ارزیابی شده است. برای نیل به این هدف، مقایسه عملکرد اتصال گیردار تیر به ستون مجهزشده به میراگر لوله ای بیضوی با میراگر شکافدار رایج در زیر بال تیر انجام شده است. نتایج ارزیابی نشان می دهد جذب انرژی اتصال با میراگر بیضوی 63 درصد بیشتر از همان اتصال مجهز شده با میراگر شکافدار می باشد. همچنین لنگر حدتسلیم و نهایی در اتصال مجهز شده به میراگر پیشنهادی نسبت به میراگر شکافدار به ترتیب حدود 82 درصد و80 درصد افزایش یافته است. در نهایت، مقایسه عملکرد اتصال مجهز شده به میراگر بیضوی با اتصال گیردار جوشی مستقیم تیر به ستون انجام شده است. نتایج نشان میدهد که جذب انرژی در اتصال گیردار مجهز شده به میراگر پیشنهادی بطور قابل ملاحظهای نسبت به اتصای جوشی افزایش داشته است.

یکی از نقدهای مطرح شده به اتصالات پیشنهادی بعد از زلزله های نورثریچ و کوبه، تخریب تیر بعد از وقوع زلزله، دشواری و مقرون به صرفه نبودن تعویض آن پس از زلزله می باشد. به همین منظور ایده استفاده از اتصالات همراه با میراگر شکافدار (SSD) که موجب استهلاک انرژی و تشکیل مفصل پلاستیک در مکانی غیر از المان های اصلی سازه ای میگردد، مطرح شد. در این مطالعه ابتدا مقایسه ای بین اتصال SSD و اتصال تیر با سطح مقطع کاهش یافته (RBS) تحت بارگذاری چرخه ای انجام شده است. در ادامه پیشنهاداتی به منظور بهبود عملکرد اتصال SSD با قابلیت استفاده در قاب های خمشی ویژه مطرح گردیده است، که این پیشنهادات شامل افزایش ضخامت و تعداد نوارها و همچنین کاهش ارتفاع میراگر بوده است. نتایج مطالعات نشان داد که اتصال SSD از لحاظ عملکردی تفاوت زیادی با اتصال RBS نداشته است و مطابق با ضوابط لرزه ای اتصالات از پیش تایید شده، امکان استفاده از این اتصال در قاب های خمشی ویژه وجود دارد با این تفاوت که نیاز به تعویض آن پس از زلزله نمی باشد. همچنین نتایج نشان داد که افزایش ضخامت و کاهش ارتفاع میراگر بر خلاف افزایش تعداد نوارهای آن، بر روی عملکرد اتصال SSD تاثیر بیشتری داشته است. نتایج نشان می دهید اتصال SSD علاوه بر سهولت تعویض می تواند عملکردی مشابه اتصالات RBS را از خود بروز دهد.

سیستم های کنترلی از جمله سیستم های مدرن طراحی سازه ها هستند که امروزه کاربرد زیادی در صنعت ساختمان پیدا کرده اند. یکی از این سیستم های کنترل، استفاده از میراگر می باشد. میراگر فلزی تسلیمی عمدتا از فلز یا آلیاژهای خاص ساخته می شود که به راحتی تسلیم شده و عملکرد قابل قبولی را جهت استهلاک انرژی در هنگام اعمال بارهای شدید لرزه ای داشته باشد. در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی میراگرهای فولادی شکافدار پرداخته شده است به این صورت که یک میراگر بدون شکاف به عنوان مبنای مطالعه، 4 میراگر دارای شکاف با عرض یکنواخت و نوارهای با مقطع یکنواخت و 3 میراگر با شکاف بیضی و نوارهای با مقطع متغیر، تحت بارگذاری چرخه ای قرار گرفتند و نتایج حاصل از آن ها ارایه و با یکدیگر مقایسه گردید. همچنین میراگرها با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس مدل سازی شدند و نتایج حاصل از آن ها تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی نشان دادند. مطالعه آزمایشگاهی نشان داد که میراگرهای با شکاف بیضی عملکرد بهتری از نظر ظرفیت باربری، شکل پذیری و جذب انرژی و به ترتیب با میانگین افزایش 73/76، 15/91و 129/49درصدی نسبت به میراگرهای با شکاف ثابت از خود نشان دادند. همچنین در مطالعات آزمایشگاهی و عددی، طول بیشتری از نوارهای میراگر با شکاف بیضی شکل نسبت به میراگرهای با عرض یکنواخت در اتلاف انرژی و تحمل نیرو و تنش شرکت داشتند.