ahmah maleki
-
در مقاله ی حاضر به بررسی رفتار قابهای فوالدی دارای مهاربند واگرا و صفحات نازک پرکننده پرداخته شده است. هدف اصلی این تحقیق ارایه ی فرم جدیدی از مهاربند واگرا است، که با اضافه نمودن ورق فوالدی نازک زیر تیر پیوند موجب بهبود رفتار لرزه ای آن می شود. در مدل پیشنهادی به علت اضافه نمودن ورق های پرکننده، سختی خمشی و برشی تیر پیوند موجود در قاب مهاربند جوابگوی نیروهای وارد نخواهد بود. از اینرو جهت تامین سختی و شکلپذیری مورد نیاز قاب استفاده از یک ورق فوالدی در زیر تیر پیوند متصل به صفحات اتصال مهاربند پیشنهاد شده است. در مدلهای پیشنهادی دو گروه مدل با ورق فوالدی زیر تیر پیوند)ورق فوالدی میانی(مورد بررسی قرار گرفته است. در گروه اول و دوم تمامی تحلیلها از نوع استاتیکی با در نظر گرفتن اثرات غیرخطی هندسی در یک قاب واگرا با ورقهای پرکننده که ارتفاع ورق زیر تیر پیوند)ورق فوالدی میانی(به ترتیب برابر 460 و 742 میلیمتر میباشد. پارامترهای مورد بررسی شامل، ارتفاع ورق میانی، ضخامت ورق میانی و تاثیر آرایش سخت کننده ها بر عملکرد قاب میباشد. جهت بررسی عددی رفتار مدلها از روش اجزای محدود با استفاده از نرم افزار Abaqus ،به روش بارافزون استفاده شده است. نتایج تحلیل در مدلها، شامل: منحنی نیرو- جابهجایی، زوال سختی، جابجایی برون صفحه دیوار به علت کمانش، انرژی اتالفی غیر کشسان در سازه و توزیع تنش در سازه)کانتور تنش(میباشند. مطابق نتایج مدلهای عددی ورق فوالدی میانی در تامین شکل- پذیری و افزایش مقاومت سازه از اهمیت بسیار باالیی برخوردار میباشد. همچنین با افزایش ارتفاع ورق میانی توسعه میدان کششی قطری به داخل ورق پرکننده افزایش مییابد، در نتیجه میتوان کمانشهای موضعی را به کمانشهای کلی در ورقهای پر کننده تبدیل نمود. در بین آرایش سخت کننده ها مشاهده شد، سخت کننده زیر ورق میانی کمترین تاثیر در بهبود پاسخ نیرو- جابجایی سازه را دارد و با بررسی مدلها با ورق میانی به ارتفاع 460 میلیمتر، دارای 2 سخت کننده عمودی در مقایسه با مدل 4 سخت کننده ظرفیت سازه)نیرو- جابجایی(در حدود 31 %افزایش یافته است
کلید واژگان: قاب فوالدی، مهاربند واگرا، صفحات پرکننده فوالدی، اجزای محدود، بارگذاری افزاینده، شکلپذیریIn the present paper, the behavior of eccentric braced steel frames with thin infill plates is investigated. The main purpose is to provide a new form of eccentric bracing, which improves the seismic behavior by adding a thin steel plate under the link beam. In the proposed model, due to the increase in frame stiffness, flexural stiffness and shear of the beam in the bracing frame will not respond to the forces. Therefore, in order to provide the required stiffness and ductility of the frame, it is suggested to use a steel plate under the link beam connected to the bracing connection plates. In the proposed models, two groups of models with steel plate under the link beam (middle steel plate) have been studied. In the first and second groups, all analysis are of static type, taking into account the geometric nonlinear effects in an eccentric frame with infill plates, the height of the plate under the link beam (middle steel plate) is 460 and 742 mm, respectively. The studied parameters include the height of the middle plate, the thickness of the middle plate and the effect of the arrangement of stiffeners on the performance of the frame. For numerical analysis of the models, the finite element method using Abaqus finite element software with increasing load has been used. Extraction results in the models include force-displacement curve, stiffness decay, amount of wall out of plane displacement due to buckling, inelastic dissipation energy and stress distribution in the structure (stress contour). According to the results of numerical models, the middle steel plate is very important in providing ductility and increasing the strength of the structure. Also, with increasing the height of the middle plate, the development of the diagonal tensile field into the infill plate increases, so local buckling can be converted into general buckling in the infill plates. Among the arrangements of stiffeners, it was observed that the stiffener under the middle plate has the least effect on increasing the force-displacement response of the structure. By evaluation of models with a middle plate with a height of 460 mm and two vertical stiffeners, compared to the model with four stiffeners, the structural capacity (force-displacement) has increased by about 31%. By evaluating the models with a middle plate height of 760 mm, it can be found that the use of stiffeners with different geometric arrangements do not have a major effect on increasing the stiffness in the elastic and inelastic stages, prevent the sudden decrease in stiffness in models without stiffeners due to buckling observed at the junction of the brace to the middle plate. Also, the free edge stiffener of the middle plate has practically no effect on the sudden decrease in stiffness, but on the other hand, vertical stiffeners or a combination of horizontal and vertical stiffeners have performed well in terms of preventing a sudden decrease in structural stiffness. The thickness of the steel plate has a significant effect on increasing the strength and reducing the local buckling in the middle plate. Local buckling was observed at the junction of the middle plate to the brace, which is recommended to use stiffeners for the middle steel to reduce the effects of local buckling of the plate and to prevent a sudden decrease in strength and stiffness. In steel plates with shear behavior that do not allow the complete formation of diagonal tensile fields, stiffeners prevent a sudden decrease in strength but do not have a significant effect on increasing the overall stiffness of the structure.
Keywords: Steel Frame, Eccentric braced, Steel infill plate, Finite element, Posh over loading, Ductility -
میراگرهای اصطکاکی دورانی، نوع خاصی از میراگرهای اصطکاکی هستند که دارای مزایای متعدد میباشند. میراگرها به منظور بهبود رفتار چرخهای سازه ها در برابر بارهای ناشی از باد و زلزله مورد استفاده قرار میگیرند، این نوع میراگرها با دوران و باز دوران خود موجب استهلاک انرژی میشوند. در این تحقیق، به بررسی مقدار جابجایی و برش پایه سازه قابهای فولادی با ستونهای پرشده با بتن (CFT) در دو حالت سازه مهاربندی شده همراه با میراگرهای اصطکاکیدورانی و سازه بدون مهاربند و میراگرهای اصطکاکیدورانی پرداخته شده است. قاب مرکب فولادی (با ستونهای CFT) مهاربندی شده تحت اثر رکورد یازده زلزله حوزه نزدیک، در نرم افزار ETABS مدل سازی، تحلیل و طراحی شدهاست. استفاده از مهاربند به همراه میراگراصطکاکی دورانی، جابجایی مرکز جرم بام سازه را تحتاثر یازده رکورد زلزله مورد بحث در نرمافزاراجزاء محدود ETABS برای نه رکورد نسبت به حالت بدون میراگر بین 13 تا 49 درصد کاهش و برای دو رکورد افزابشی بین 2 تا 17 درصد داشتهاست. استفاده از مهاربند به همراه میراگرهایاصطکاکیدورانی برای هشت رکورد باعث کاهش برش پایه سازه به میزان 11 تا 37 درصد شده است. و در سه رکورد باعث افزایش برشپایه به میزان 3 تا 26 درصد شده است. سپس یک قاب یک دهانه یک طبقه با همان مصالح و مشخصات در نرمافزاراجزاء محدود ABAQUS مدل سازی گردیده است. برای بارگذاری جانبی ستونها از پروتکل بارگذاری جانبی بر اساس ATC-24 و دستورالعمل استفاده از میراگرها در طراحی و مقاوم سازی ساختمانها استفاده شده است. با توجه به ضابطه شماره 766 سازمان برنامه و بودجه برای جابجایی ایجاده شده در اثر رکورد یازده زلزله معرفی شده در نرم افزار ETABS ازسیکلهای بارگذاری با فرکانس معادل 1.15T در نرمافزاراجزاء محدود ABAQUS استفاده شده است. استفاده از مهاربند و میراگراصطکاکیدورانی در نرمافزاراجزاء محدود ABAQUS تحت اثرهریک از رکوردهای مورد بحث جابجایی سازه را نسبت به سازه بدون مهاربند و بدون میراگر اصطکاکی دورانی به مقدار 16 تا 33 درصد کاهش داده است. استفاده از مهاربند به همراه میراگراصطکاکیدورانی در نرمافزاراجزاء محدود ABAQUS تحت اثرهر یک از رکوردهای مورد بحث باعث کاهش برش پایه شدهاست. مقدار کاهش نیرو برای رکورد زلزلههای مورد بحث یکسان نبوده و این مقدار از 8 تا 34.7 درصد متغیر بوده است. نمودارهای هیسترزیس برش پایه سازههای مهاربندی شده را در دوحالت سازه با میراگر و بدون میراگر را به خوبی نشان داده اند.
کلید واژگان: قاب های خمشی فولادی مرکب، استهلاک انرژی، سختی، میراگراصطکاکی دورانی، منحنی هیسترزیسRotational friction dampers are a specific type of friction dampers which have several advantages. Dampers are used to improve the cyclic behavior of structures against forces caused by wind and earthquake. These types of dampers will cause energy dissipation by its rotating and rerotating. However, complete and comprehensive researches have not been performed on the effect of rotational friction dampers and their effect on the bearing capacity of steel frames. In this research, the behavior of concrete-filled steel tube (CFT) in two cases frame braced with rotational friction dampers and frame braced without rotational friction dampers is investigated. For verification, the results obtained from finite element method software, ABAQUS, were compared with that of experimental studies for test samples used in a building with a height of 300m in Osaka, Japan. The hysteresis curves of the modeled samples are in good agreement with the experimental results. In order to investigate the performance of steel composite frame (with CFTs) braced with rotational friction dampers towards to steel composite frame (with CFTs) braced without rotational friction dampers under the effect of three earthquake Far-field records, the structure was modeled, designed and analyzed in ETABS software. The use of bracing with rotational friction dampers has caused a decrease in the displacement of the roof’s center of mass for each record mentioned above which modeled in ETABS software. It decreased by 13 to 49 % for 9 records and increased by 2 to 17 % for 2 records. The use of bracing along with rotational friction damper modeled in ABAQUS software under the effect of each record has caused a decrease in base shear. The extent of these reductions was different for each record mentioned above. In each record modeled in ETABS software, the base shear of the structure has not reduced similarly; however, in some cases, the base shear has increased. It had a decrease of 11 to 37% for 7 records and an increase of 3 to 26% for 4 records. Then a Single-storey frame with single-span With the same materials and specifications introduced in ETABS software in ABAQUS software Has been modeled. For lateral loading of columns, the lateral loading protocol based on ATC-24 and the instructions for using dampers in the design and reinforcement of buildings have been used. According to Regulation No. 766 of the Program and Budget Organization, the loading cycles introduced in ETABS software with a frequency of 1.15T have been used in the ABAQUS Limited Components Software to move. The use of rotary braces and crankshafts in the ABAQUS limited component software under the influence of each of the discussed records has reduced the displacement of the structure relative to the structure without braces and without rotational friction dampers of the structure mentioned above was exerted under the record effect of the same earthquake in ABAQUS software The use of bracing along with rotational friction damper modeled in ABAQUS software under the effect of each record has caused a decrease in base shear. The amount of energy reduction for records understudy was not equal and varied from 8% to 34.7%. The hysteresis curves of base shear of braced structures with and without dampers are well presented.
Keywords: Composite steel bending frames, Energy damping, Circular damping, Hysteresis curve, Stiffness
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.