تأثیر تعداد و موقعیت دهانه‌های مهاربندی بر نامعینی سیستم دوگانة قاب خمشی و مهاربند برون‌محور فولادی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشیار، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

3 گروه آموزشی عمران دانشگاه آزاد اسلامی تهران شرق

چکیده

نامعینی عبارت است از تعداد اعضا یا قیود اضافه‌ای که در یک سیستم سازه‌ای وجود دارد. این مفهوم نامعینی «استاتیکی» است و یکی از محاسنش این است که هرچه بیشتر باشد، معمولاً ضریب اطمینان سازه برای جلوگیری از فروپاشی بلافاصله بعد از اولین شکست یا انهدام عضو باربر جانبی افزایش می‌یابد. ممکن است بسیاری از درجه‌های نامعینی (استاتیکی) در برخی زلزله‌ها و با توجه به ویژگی‌های ذکرشده اصلاً در سیستم تأثیرگذار نباشند (پلاستیک نشوند) که به این مقوله نامعینی غیرفعال می‌گویند؛ بنابراین در یک زلزله تعداد نامعینی دینامیکی فعال است که اهمیت دارد. در سیستم‌های دوگانه معمولاً درجة نامعینی استاتیکی به‌ویژه به‌دلیل تعدد قاب خمشی بالاست، اما تعداد و چیدمان دهانة مهاربندی می‌تواند در فعال یا غیرفعالشدن درجه‌های نامعینی قاب خمشی و توزیع آن مؤثر باشد. در این نوشتار رابطه‌ای برای محاسبة درجة نامعینی در سیستم‌های دوگانه با استفاده از نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی ارائه شده است. همچنین ضمن معرفی و محاسبة ضریب نامعینی در ضریب رفتار، به بهترین الگو برای چیدمان مهاربند در سازه‌های منظم 5 و 8 طبقه مطابق با نامعینی دست یافته‌ایم. بنا بر نتایج تحقیق مشخص می‌شود که موقعیت مهاربند بر ضریب نامعینی مؤثرتر از تعداد آن است و همچنین توصیه می‌شود مهاربندها در سیستم‌های دوگانه تنها در پیرامون سازه نباشند

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effects of Number and Location of Bracing Bays on Redundancy of Eccentrically-Braced Steel Moment Frames

نویسندگان [English]

  • Alireza Faroughi 1
  • Abdolreza Sarvghad Moghadam 2
  • Mohammad ghanooni bagha 3
1 Assistant Professor,Department of Civil Engineering East Tehran Branch, Islamic Azad University,Tehran,Iran
2 Associate Professor, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Tehran, Iran
3 civil engineering faculty islamic azad university
چکیده [English]

Steel braced frames are among the most effective lateral load resisting systems. The eccentrically braced frame has a higher ductility, less stiffness, and a better serviceability (limited retrofitting needed after the seismic excitations) compared to concentrically braced ones. Static indeterminacy is generally considered as the number of extra constraints or members in a structural system. In other words, redundancy is the ability of a structure to keep its stability after the onset of the failure or removal of its lateral load resisting elements, preventing it from collapse in the initial stages of loading. The redundancy of a system depends on the “dynamic” characteristics of its structure and properties of the applied earthquake excitations as well as its structural geometric features and details. This indeterminacy is called dynamic redundancy.
In this study, the effects of the number and location of braced bays on redundancy were investigated to obtain the best pattern for regular 5 and 8-story buildings using nonlinear analysis. It also develops a relationship for the redundancy factor of the dual structural systems. Results show that position of braced bays is more effective on redundancy than the number of bays. It is also concluded that the building’s height affects the required number of bracing bays. The study also showed that the dynamic redundancy is different from the over-strength. According to the results of this research, for dual structural systems, it is recommended not to arrange the braces only in the perimeter of the plan

کلیدواژه‌ها [English]

  • Location
  • Indeterminate
  • redundancy
  • Eccentrically braced frames
  • Dynamic
1- Gollwitzer, S. and R. Rackwitz (1990). On the Reliability of Daniels Systems. Structural Safety,Volume (7): Page(229-243)
2- Song, S-H. (2000), Structural Redundancy of Dual Systems under Seismic excitation, PhD Thesis, University of Illinois, Y. K. Wen, Faculty Advisor.
3- Wang, C.-H. And Y. K. Wen (1998), Reliability and Redundancy of Pre-Northridge Low-rise Steel Buildings under Seismic Excitation, Structural Research Series No. 624, University of Illinois at Urbana-Champaign.
4-Yun, S. Y., and Foutch, D. A. (2000). Performance prediction and evaluation of low ductility steel moment frames for seismic loads. SAC Background Document SAC/BD-00/26, SAC Joint Venture, Richmond, Calif.
5- Hendawi, S. and Frangopol, D. M., System Reliability and Redundancy in Structural Design and Evaluation, Structural Safety, Vol. 16, pp. 47-71, 1994
6- De, R.S., Karamchandani, A. and Cornell, C.A., Study of Redundancy in Near-Ideal Parallel Structural Systems, ICOSSAR'89, Structural Safety and Reliability, pp.975-982, 1989.
7- Popov, E.P. and Roeder, C.W. 1978. Design of an eccentrically braced frame. AISC Engineering Journal. Third Quarter
8-Roeder, C.W. and Popov, E.P. (1978). Eccentrically Braced Steel Frames for Earthquakes, ASCE Journal of the Structural Division, ST3, March, pp. 391-411
9-MA Shayanfar, M Ghanooni-Bagha, Y Khalaj-zadeh, Comparison of seismic performance of steel Frames with regularity and irregularity in Elevation, Journal of Materials and Environmental Science ,Volume (7), Page(1907-20)
10- Alireza Faroughi, Mahmood Hosseini, Quick Nonlinear Time History Analysis of SDOF by Using Simplified Earthquake Accelerograms Based on Modified Inverse Fourier Transform, Romanian Journal of Acoustics and Vibration (RJAV), Vol XIV issue 1, Jun 2017, p. 11-14.
11- R. C. Hibbeler, Engineering Mechanics Statics (12th Edition -2009)
12- Moses, F. (1974). Reliability of structural systems. J. Struct. Div., ASCE, 100(9), 1813–1820.
13- Bertero, R.D. and V. Bertero, 1999. Redundancy in earthquake-resistant design. J. Struct. Eng., Volume (125), Page (81-88)
14- ATC, 1995. Structural response modification factors. ATC-19, Applied Technology Council, Redwood City, California
15- Husain, M. and P. Tsopelas, 2004. Measures of structural redundancy in reinforced concrete buildings. I: Redundancy indices. J. Struct. Eng., 130: 1651-1658.
16- Husain, M. and P. Tsoplas, 2004. Meusures of structural redundancy in reinforced concrete buildings. II: Redunduncy indices. J. Struct. Eng., 130: 1659-1666.
17-American Society of Civil Engineers, Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings (ASCE 41), 2017
18- کمیته دائمی بازنگری، 1393، استاندارد 2800 زلزله-ویرایش 4، آیین نامه طراحی ساختمان در برابر زلزله، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن
19- کمیته دائمی بازنگری، 1392، دستورالعمل بهسازی لرز های ساختمانهای موجود (نشریه 360)، معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور.