Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Archives of Civil Engineering

1 2025

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Exploring the potential: auxetic metamaterials as core elements in buckling restrained braces

Basri Hamza, Ras Abdelouahab, Hamdaoui Karim, Wielgos Piotr

Archives of Civil Engineering

2025

Vol. 71, nr 3

325--338

Buckling restrained braces (BRBs) are now widely used in different seismic zones as lateral resisting systems due to their quasi-symmetric and stable cyclic behavior. These systems are capable of dissipating the energy of severe lateral loads while protecting the integrity of other components of the structure. The material selection for these damper components as the inner core element requires high ductility, low strength increase, and high energy dissipation ability. Therefore, designing BRB steel cores using auxetic metamaterials has been recently investigated and suggested in the field of structure protection. The behavior of these metamaterials is characterized by a negative Poisson’s ratio (NPR) and unique mechanical characteristics, including their shear resistance and high ability for energy absorption. In this paper, we seek to investigate the effect of auxetic behavior on the dissipative performance of BRB under cyclic loading. Two different types of BRB were numerically designed and modeled using the finite element program Abaqus. The numerical analysis results show stable hysteresis behavior in both specimens and good stress distribution along the inner auxetic core. In addition, a parametric study was conducted to further investigate the effect of the gap size between the auxetic core and the concrete encasement. The cyclic performance of a buckling restrained brace with an auxetic perforated core was assessed, and the outcomes of this numerical analysis provide a reasonable basis for applying an auxetic core in the field of structure protection.

Stężenia z ograniczonym wyboczeniem (Buckling Restrained Braces BRB) są obecnie szeroko stosowane w różnych strefach sejsmicznych jako boczne systemy nośne ze względu na ich quasisymetryczne i stabilne zachowanie cykliczne. Systemy te są w stanie rozproszyć energię dużych obciążeń poprzecznych, chroniąc jednocześnie integralność innych elementów konstrukcji. Wybór materiału na te elementy tłumika jako element rdzenia wewnętrznego wymaga wysokiej ciągliwości, niskiego wzrostu wytrzymałości i dużej zdolności rozpraszania energii. Dlatego też w ostatnim czasie badano i sugerowano projektowanie rdzeni stalowych BRB z wykorzystaniem metamateriałów auksetycznych w dziedzinie ochrony konstrukcji. Zachowanie tych metamateriałów charakteryzuje się ujemnym współczynnikiem Poissona (negative Poisson’s ratio NPR) i unikalnymi właściwościami mechanicznymi, w tym odpornością na ścinanie i dużą zdolnością do pochłaniania energii. W tym artykule staramy się zbadać wpływ zachowania rdzenia auksetycznego na wydajność rozpraszającą BRB pod obciążeniem cyklicznym. Zaprojektowano numerycznie i zamodelowano dwa różne typy BRB przy użyciu programu elementów skończonych Abaqus.Wyniki analizy numerycznej wskazują na stabilne zachowanie histerezy w obu próbkach i dobry rozkład naprężeń wzdłuż wewnętrznego rdzenia auksetycznego. Ponadto przeprowadzono badanie parametryczne w celu dalszego zbadania wpływu rozmiaru szczeliny pomiędzy rdzeniem auksetycznym a obudową betonową. Oceniono cykliczną wydajność stężenia z ograniczonym wyboczeniem z auksetycznym perforowanym rdzeniem, a wyniki tej analizy numerycznej stanowią uzasadnioną podstawę do zastosowania rdzenia auksetycznego w dziedzinie ochrony konstrukcji.