اثر ورق میانی پرکننده و مهار جانبی در رفتار سیکلی قابهای مهاربندی واگرا با تیر پیوند قائم جفت

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار ، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه ازاد اسلامی ، سمنان، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران،واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

چکیده

با توجه به وقوع تغییر شکلهای پلاستیک و دوران تیر پیوند افقی در سیستم مهاربندی واگرا، عملکرد سازه پس از زلزله دچار اختلال شده و تعویض تیر پیوند نیز با صرف زمان و هزینه همراه خواهد بود. به همین دلیل استفاده از تیرهای پیوند قائم مد نظر پژوهشگران قرار گرفته است. این سیستم در هنگام وجود تیر پیوند با عملکرد برشی دارای مقاومت و شکل پذیری و ظرفیت استهلاک انرژی بالاتری نسبت به تیر پیوند خمشی و خمشی-برشی میباشد. هدف این مقاله ارتقای رفتار سیستم مهاربندی واگرا با تیر پیوند قائم جفت دارای عملکرد خمشی و خمشی-برشی می باشد. به همین منظور با استفاده از مدلسازی عددی، پس از صحت سنجی، دو قاب کنترلی بدون ورق و چهار قاب دارای ورق میانی در محل بین تیرهای پیوند قائم با استفاده از تحلیلهای استاتیکی غیر خطی فزاینده و سیکلی مورد ارزیابی واقع شده اند. بر اساس نتایج منحنی سیکلی، مشخصات رفتاری قاب ها مانند منحنی پوش، انرژی مستهلک شده،کاهش سختی و میرایی هیسترزیس معادل برای تمام قاب ها در نسبت دریفت های متفاوت مورد بررسی واقع شده است. نتایج نشان می دهد اضافه نمودن ورق میانی می تواند جذب انرژی، سختی، مقاومت نهایی قاب و میرایی را به طور قابل توجهی افزایش دهد. در هنگام استفاده از ورق میانی، بر حسب جنس ورق و عملکرد تیر پیوند، قاب ها تا نسبت دریفت در محدوده 05/0 تا 07/0 بدون کاهش مقاومت در بارگذاری سیکلی پیش می روند و در دریفت های مذکور به دلیل کمانش خارج از صفحه محل اتصال تیر پیوند قائم به مهاربند دچار افت مقاومت می گردند. در انتها نیز با درنظر گیری مهار جانبی در محل اتصال تیر پیوند و مهاربند، تحلیل سیکلی انجام شده و اثر مهار جانبی در منحنی رفتار سیکلی ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Infill Plate and Lateral Bracing on Cyclic Behavior of Eccentrically Braced Frames with Double Vertical Link

نویسندگان [English]

  • ali golafshar 1
  • mohammad hossein saghafi 1
  • ramin shakibaei 2
1 Department of Civil Engineering, Semnan Branch, Islamic Azad University, Semnan, Iran
2 M.Sc.graduate, Dep. of Civil Eng, Semnan Branch, Islamic Azad University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Due to occurrence of plastic deformations in horizontal link beam in Eccentrically Braced Frames (EBF), Performance of structure after Earthquake is disrupted and replacement of horizontal link beam is time consuming and need to cost. Using vertical link beam is one of the solutions to expedite structural performance after earthquake. Double vertical links are one of the new methods in EBFs that have been considered by the researchers. The aim of this paper is assessment of EBFs with longer links with flexural-shear interaction and flexural response and improvement of behavior with adding infill plate between two vertical link beams. For this reasons, after verification of modeling using finite element software, 6 specimens have been modeled in software with different specifications like vertical link beam length, infill plate and yield stress of infill plates. Initial assessments of models are carried out using nonlinear static analysis to more insight of response and changes in behavior. Thickness of infill plate is selected based in occurrence of plastic deformations in vertical link beams and avoid brace buckling during static nonlinear analysis. After nonlinear static analysis, cyclic loading is applied to 6 model based on AISC loading protocol. From cyclic loading of structures some crucial curve and parameters is extracted in different drift ratio like cyclic force, push curve, dissipated energy, secant stiffness, equivalent damping ratio. The results show in the frames with flexural-shear interaction response of link beams and infill plate, stable force displacement is observed under cyclic loading until drift ratio between 0.05 and 0.06 and for frames with flexural response of link beams and infill plate, stable force displacement is observed under cyclic loading until drift ratio between 0.06 and 0.07.

کلیدواژه‌ها [English]

  • EBF System
  • Double Vertical Link
  • Infill Plate
  • Cyclic Analysis
  • Equivalent Hysteresis Damping
[1]Zahraei M., Mahroozade Y. (2010) Experimental Study of Using Vertical Link Beam to Improve Seismic Performance of Steel Buildings: Civil Engineerng Infrastructures Journal, 44(3), 379-393.(In Persian)
[2]Zahraei M., Moslehi T. (2013) Analytical study on cyclic behavior of chevron braced frames with shear panel system considering post-yield deformation:Canadian Journal of Civil Engineering, 40(7), 633-643.
[3]Yiğitsoy G., Topkaya C., Okazaki T. (2014) Stability of beams in steel eccentrically braced frames:Journal of Constructional Steel Research, 96, 14-25.
[4]Wang  F., Su M., Hong M., Guo Y., Li S. (2016) Cyclic behaviour of Y-shaped eccentrically braced frames fabricated with high-strength steel composite:Journal of Constructional Steel Research, 120, 176-187.
[5]Bosco  M., Marino EM., Rossi PP. (2016) Influence of modelling of steel link beams on the seismic response of EBFs: Engineering structures, 127, 459-474.
[6]Bouwkamp  J., Vetr MG., Ghamari A. (2016) An analytical model for inelastic cyclic response of eccentrically braced frame with vertical shear link (V-EBF): Case Studies in Structural Engineering, 6, 31-44.
[7]Xu  X., Zhang Y., Luo Y. (2016) Self-centering eccentrically braced frames using shape memory alloy bolts and post-tensioned tendons: Journal of Constructional Steel Research, 125, 190-204.
[8]Lian  M., Su M. (2017) Seismic performance of high-strength steel fabricated eccentrically braced frame with vertical shear link: Journal of Constructional Steel Research, 137, 262-285.
[9]Vetr  MG., Ghamari A., Bouwkamp J. (2017) Investigating the nonlinear behavior of Eccentrically Braced Frame with vertical shear links (V-EBF): Journal of Building Engineering, 10, 47-59.
[10]Abaqus C. A. E. (2012) Analysis user’s manual: Abaqus, V. 6.12.
[11]Construction A. I. O. S. (2005) Seismic provisions for structural steel buildings: ANSI/AISC 341-05.
[12]Shafaei J., Hosseini A., Marefat MS. (2014) Seismic retrofit of external RC beam–column joints by joint enlargement using prestressed steel angles: Engineering Structures, 81, 265-288.