مدل سازی آزمایشگاهی اثر سوراخ نمودن فیوز سازه ای زانویی بر عملکرد آن تحت بار متناوب در قابهای فولادی دارای مهاربند زانویی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد/ وزارت نیرو

3 رییس گروه سازه و زلزله دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن

4 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

در یک قاب فولادی دارای مهاربند زانویی، مهاربند قطری اصلی به اعضای کوتاه زانویی متصل می شود. عضو زانویی بصورت قربانی عمل نموده و باعث کاهش تقاضای سازه اصلی در طی وقوع زلزله شده و پس از هر زلزله می توان آن را تعویض و جایگزین نمود. طراحی دقیق عضوهای زانویی جهت اطمینان از اینکه آنها بدون ایجاد تخریب و ناپایداری بتوانند انرژی ناشی از تغییر شکل های پلاستیک بزرگ را جذب کنند، ضروری است. برنامه ریزی انجام آزمایش های آزمایشگاهی به منظور بهینه سازی طراحی انجام شد، که نتایج آنها در این تحقیق ارائه گردیده است. برای انجام آزمایش ها نمونه ها به صورت افقی در داخل یک قاب عکس العمل کارگذاری گردید و بارگذاری توسط جک هیدرولیکی انجام شد. در تحقیق حاضر نوع جدیدی از عضو زانویی که از سوراخ نمودن یکنواخت و متقارن جان عضو زانویی ساخته شد، مورد بررسی و کنکاش قرار گرفت. برای طرح بهینه عضو زانویی یک برنامه آزمایشگاهی، شامل بررسی اثر بار متناوب (سیکلیک) بر عضو زانویی که جان آن از طریق سوراخکاری تضعیف شده بود در دستور کار قرار گرفت. نتایج آن با نتایج عضو زانویی معمولی و مشابه همان مقطع مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت. مدلسازی آزمایشگاهی انجام شده با یک مدل عددی شبیه سازی شده توسط نرم افزار ANSYS مقایسه و مورد راستی آزمایی قرار گرفت. با استفاده از مدلسازی های انجام شده، منحنی های لرزه ای (هیسترزیس) هماهنگ و پایداری برای هر دو عضو زانویی ترسیم گردید. این منحنی ها عملکرد مناسب عضو زانویی سوراخ شده در استهلاک انرژی را نشان دادند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental modeling for effect of knee fuse perforated web on performance of structural knee fuse subjected to cyclic loading in steel knee braced frames

نویسندگان [English]

  • mohammad safi 1
  • Iraj Gholami Alam 2
  • Ehsan Darvishan 3
  • saeed beheshti 4
1 Assistant Professor, Dept.of civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Senior Expert/ Ministry of Energy
3 Head of Structure & Earthquake Engineering Group in Rodehen Islamic Azad University
4 Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering/ Shahid Beheshti University
چکیده [English]

In a knee steel braced frame the main diagonal braces are connected to short knee elements. The knee elements act sacrificially and reducing the demands on the main structure during an earthquake, and can be replaced after the earthquake. However, careful design of the knee elements is required to ensure that they are able to absorb energy through repeated large plastic deformation without suffering collapse or instability. A program of laboratory testing has been undertaken in order to optimize the design and useful results from experimental tests are presented in this paper. For testing, the knee elements were mounted horizontally in a reaction frame and loaded vertically by a hydraulic actuator. In this research one kind of new weakening symmetrical perforated knee element are studied. Extensive experimental program of experimental testing by applied cyclic loading behavior on perforated knee element fuse and compare that’s result with a solid element fuse has been undertaken. ANSYS software was used for simulation and the numerical analyses in order to verified experimental tests for specimens. Results show that applied cyclic loading on both knee specimens produce sustain stable hysteresis loops and it is shown that excellent performance to absorb energy can be achieved using perforated knee elements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • experimental
  • knee element
  • loading
  • cyclic
  • brace
  • frame

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 10 مهر 1397
  • تاریخ دریافت: 27 فروردین 1397
  • تاریخ بازنگری: 29 مرداد 1397
  • تاریخ پذیرش: 10 مهر 1397