Seismic response of steel frames with rotational friction damper

Abstract Passive energy dissipation devices are widely used to reduce the maximum response of structures and improve the seismic behavior of new and existing constructions. Friction dampers are displacement-dependent passive devices that dissipate energy using friction mechanism. In this study, the effectiveness of rotational friction dampers (RFD) in steel moment resisting frames subjected to different ground motions is evaluated. Two different groups of steel moment resisting frames with different number of storeys are considered. Nonlinear time history analyses are conducted using ground motions with different peak ground accelerations. The steel frames under study are modeled and analyzed using the finite element software code “OPENSEES” and “MATLAB” software. The analyses of the bare frames and the frames equipped with rotational frictional dampers have allowed evaluating the effectiveness of the devices in terms of displacements, base shear, plastic hinges distribution and dissipated energy.

Riassunto I dispositivi di dissipazione passiva sono utilizzati per ridurre le risposte massime delle strutture e migliorare il comportamento sismico delle nuove costruzioni e adeguare le strutture esistenti. I dispositivi ad attrito sono dispositivi dipendenti dallo spostamento che dissipano energia mediante attrito. In questo studio viene valutata l'efficacia di un dispositivo ad attrito di tipo rotazionale (RFD) in telai in acciaio soggetti ad azione sismica. Vengono analizzati due diversi gruppi di telai in acciaio con differente numero di piani eseguendo analisi dinamiche non-lineari con accelerogrammi reali con diverse accelerazioni di picco. I telai in acciaio sono stati modellati mediante il codice di calcolo "OPENSEES" accompagnato dal software "MATLAB". Le analisi sui telai originali e dotati di dispostivi di attrito hanno permesso di valutare l’efficacia dei dispositivi in termini di spostamenti, taglio alla base, formazione di cerniere plastiche ed energia dissipata.