اثر پارامترهای هندسی میان قاب بر برش مقاوم قاب های میانپر

هژبرالساداتی, سیدمجتبی; حاجی کاظمی, حسن

doi:10.22065/jsce.2020.218938.2073

اثر پارامترهای هندسی میان قاب بر برش مقاوم قاب های میانپر

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی توس، مشهد، ایران

² گروع عمران، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

10.22065/jsce.2020.218938.2073

چکیده

یکی از ساده‌کننده‌ترین فرضیات محاسباتی در طراحی ساختمان ها، عدم در نظر گرفتن میانقاب ها در مراحل تحلیل و طراحی سازه است. ّبه طور معمول، دلیل این امر، پیچیدگی بسیار زیاد رفتار غیرخطی این اعضا که در دسته اجزای غیر سازه‌ای قرار می‌ گیرند، می‌ باشد. باید آگاه بود، معمولا آیین نامه ها با بکارگیری ضرایبی اثر میانقاب ها را در روابط وارد می‌ سازند. در سال‌ های اخیر، پژوهش‌ های متعددی بر نقش اساسی این اجزا در هنگام وقوع زلزله و سایر حوادث غیر مترقبه تاکید داشته‌اند. بنابراین، بررسی رفتار سازه‌ ها با در نظر گرفتن میانقاب ها امری ضروری به نظر می‌ رسد. در این پژوهش، برش مقاوم قاب های میانپر با در نظر گرفتن میانقاب بررسی می‌ گردد. پارامترهای هندسی موثر در رفتار چنین اعضایی به طور دقیق و تحلیلی مطالعه شده و روابطی برای اثرات ضخامت، طول و ارتفاع دیوار پیشنهاد می‌ گردد. افزون بر این، پاره‌ای از نگره‌های کلان موجود همراه با روابط پیشنهادی پژوهشگران برای بررسی قابهای میانپر نیز مرور می‌ گردند. نتایج پیشنهادی نشان می‌دهند میانقابهای مربعی با طول و ارتفاع برابر، دارای کمترین میزان برش مقاوم می‌ باشند. افزون بر این، افزایش ضخامت میانقاب اثر قابل توجهی بر برش مقاوم قاب خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

تحلیل، طراحی و اجرای سازه های مصالح بنایی

عنوان مقاله [English]

Influence of geometrical parameters of infill on the resistant shear of infilled frames

نویسندگان [English]

Seyed Mojtaba Hozhabrossadati ¹
Hassan Hajikazemi ²

¹ Department of Civil Engineering, Toos Institute of Higher Education, Mashhad, Iran

² Department of Civil Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

چکیده [English]

One of the most simplifying computational assumptions in the design of buildings is the omission of infills in the analysis and design of structures. The reason for this is the extremely complex nonlinear behavior of these members that fall into the category of non-structural components. International codes usually apply some factors to the equations in order to enter the influence of infills. Many studies have reported the key role of such members in the resistance of structures against earthquakes and other unexpected accidents. Therefore, it seems crucial to study structures considering infills. In this study, the resistant shear of the infilled frames is investigated by considering the existence of infills. The geometrical parameters affecting the behavior of such members are analytically studied in detail and some relations are suggested for the effects of thickness, length and height of infills. Some of the existing macro theories for modelling of infills along with the proposed relations by the researchers to examine the infilled frames are also reviewed. The proposed results show that square infills with equal length and height have the least amount of resistant shear. In addition, increasing the thickness of the casing will have a significant effect on the resistant shear of the frame.

کلیدواژه‌ها [English]

Infilled frames
Resistant shear
Infill dimensions
Strut models
Infills

مراجع

[1] Stafford Smith, B. and Coull, A. (1991) Tall Building Structures: Analysis and Design. New York: John Wiley and Sons.

[2] Asteris, P. G., Cotsovos, D. M., Chrysostomou, C. Z., Mohebkhah, A. and Al-Chaar, G. K. (2013) Mathematical micromodeling of infilled frames: State of the art. Engineering Structures, 56, 1905-1921.

[3] Mohammadi, M. and Nikfar, F. (2013) Strength and stiffness of masonry-infilled frames with central openings based on experimental results. Journal of Structural Engineering, 139, 974-984.

[4] Singhal, V. and Rai, D. C. (2016) In-plane and out-of-plane behavior of confined masonry walls for various toothing and openings details and prediction of their strength and stiffness. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 45, 2551-2569.

[5] Su, Q., Cai, G. and Cai, H. (2017) Seismic behavior of full-scale hollow bricks-infilled RC frames under cyclic loads. Bulletin of Earthquake Engineering, 15, 2981-3012.

[6] Breveglieri, M., Camata, G. and Spacone, E. (2018) Strengthened infilled RC frames: continuum and macro modeling in nonlinear finite element analysis. Composites Part B, 151, 78-91.

[7] Wang, L., Qian, K., Fu, F. and Deng X. F. (2019) Experimental study on the seismic behavior of reinforced concrete frames with different infill masonry. Magazine of Concrete Research, Ahead of Print.

[8] Noorifard, A., Tabeshpour, M. R. and Mehdizedeh Saradj, F. (2020) New approximate method to identify soft story caused by infill walls. Structures, 24, 922-939.

[9] Asteris, P. G., Antoniou, S. T., Sophianpopoulos, D.S. and Chrysostomou, C. Z. (2011) Mathematical macromodeling of infilled frames: State of the art. Journal of Structural Engineering, 137 (12), 1508-1517.

[10] Riddington, J. R. (1984) The influence of initial gaps on infilled frame behavior. ICE Proceedings, 77 (3), 295-310.

[11] F. J. Crisafulli, A. J. Carr, R, Park, (2000) Analytical modeling of infilled frame structures: A general review. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 33 (1) 30-47.

[12] Salehi YaneSari, M. M., Moradmand, H. and SarvGhad Moghadam, A. (2010) The effect of modelling methods of masonry infill on seismic performance of RC moment resistance frames. Journal of Modelling in Engineering, 8 (20), 27-38 (in persian).

[13] Holmes, M. (1961) Steel frames with brickwork and concrete infilling. ICE Proceedings, 19 (4), 473-478.

[14] Holmes, M., Stafford Smith, B., Mainstone, R. J., Wood, R. H. and Sachanski, S. (1962) Discussion on steel frames with brickwork and concrete infilling. ICE Proceedings, 23, 93-104.

[15] Holmes, M. and Mainstone, R. J. (1963) Supplementary discussion on steel frames with brickwork and concrete infilling. ICE Proceedings, 24, 296-297.

[16] Stafford Smith, B. and Carter, C. (1969) A method of analysis for infilled frames. ICE Proceedings, 44, 31-48.

[17] El-Dakhakhni, W. W., Elgaaly, M. and Hamid, A. A. (2003) Three-strut model for concrete masonry-infilled steel frames. Journal of Structural Engineering, 129, 177-185.

[18] Crisafulli, F. J. and Carr, A. (2007) Proposed macro-model for the analysis of infilled frame structures. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 40, 69-77.

[19] Moretti, M. L., Papatheocharis, T. and Perdikaris, P. C. (2014) Design of reinforced concrete infilled frames. Journal of Structural Engineering, 140, 0401406210-040140621.

[20] Basha, S. H. and Kaushik, H. B. (2016) Behavior and failure mechanisms of masonry-infilled RC frames (in low-rise buildings) subject to lateral loading. Engineering Structures, 111, 233-245.

[21] Wang, L., Tang, Z., Li, Y. and Qian, K. (2019) Seismic behavior of masonry-infilled precast concrete frames concrete considering effects of openings. Construction and Building Materials, 211, 756-770.