ارزیابی عملکرد لرزه‌ای یک سیستم جدید با خسارت محدود؛ قاب خمشی مجهز شده به اتصالات پس کشیده و مهاربند اصطکاکی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، جمهوری اسلامی ایران

2 کارشناس ارشد

10.22065/jsce.2021.195468.1907

چکیده

سیستم‌های سازه‌ای متداول با بهره گیری از روش‌های طراحی لرزه‌ای بر اساس شکل پذیری طراحی و اجرا می‌شوند. در این سیستم های سازه ای، ساختمان پس از وقوع زلزلۀ بزرگ، به دلیل تجربه کردن تغییر مکان‌های ماندگار قابل توجه، غیر قابل استفاده یا نیازمند تعمیرات زیاد و زمان بر می‌شود. به همین دلیل، امروزه استفاده از سیستم‌های سازه‌ای با آسیب محدود رو به گسترش است. تاکنون مطالعات محدودی در زمینه ترکیب سیستم های سازه ای خسارت محدود انجام شده است. لذا هدف از این تحقیق، معرفی یک سیستم سازه‌ای جدید ترکیبی خسارت محدود و همچنین مقایسه آن با یک سیستم متداول قاب خمشی فولادی دوگانه می‌باشد. در این سیستم پیشنهادی، از اتصال پس کشیدۀ کابلی برای اتصالات تیرها و ستون‌ها به منظور تأمین خودمرکزی و از اتصال لغزشی اصطکاکی نامتقارن در مهاربند برای تأمین اتلاف انرژی، استفاده شده است. به منظور ارزیابی عملکرد لرزه ای این سیستم پیشنهادی، از مدل‌های صحت سنجی شده اتصالات پس‌کشیده و مهاربند لغزشی و از نرم افزار اپنسیس بهره برداری شد. دو قاب خمشی فولادی دوگانه شش طبقه، چهار دهانۀ مشابه که یکی از آنها براساس سیستم پیشنهادی مجهز شده است با استفاده از تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده تحت 10 رکورد زلزله ( 5 رکورد حوزۀ دور و 5 رکورد حوزۀ نزدیک) مورد ارزیابی قرار گرفتند. در انتها برای درک بهتر از عملکرد قاب خمشی دوگانه و قاب خمشی با اتصالات خاص، نمودارهای شکنندگی آنها در سطوح عملکردی مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان می‌دهدکه افزودن اتصال پس کشیدۀ کابلی و اتصال لغزشی اصطکاکی نامتقارن به قاب خمشی فولادی دوگانه، باعث کاهش جابجایی نسبی طبقات، جابجایی نسبی ماندگار طبقات و در نتیجه کاهش قابل ملاحظه آسیب پذیری آن می‌شود. لذا اجرای این سیستم پیشنهادی به منظور کاهش تغییرشکل ماندگار پس از و قوع زلزله در ساختمان ها توصیه می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

On the seismic performance of a New low damage Structure; Moment Resisting Frame with Post-Tensioned Connections and Frictional Braces

نویسندگان [English]

  • Majid Mohammadi 1
  • nasimeh afkaneh 2
1 structural Engineering research center, IIEES, Tehran, I.I.Iran
2 MSc
چکیده [English]

Regular structural systems have been designed based on supplying sufficient ductility in seismic events, which lead to considerable permanent deformation after major earthquakes. Buildings with Large permanent deformation usually are unusable or require extensive repairing. Therefore, low damage structural systems are recently focused. The present study aimed at introducing a new self-centering structural system having frictional sliding in their braces. It is compared with common dual steel moment frames. In the proposed system, post-tensioned cable is used in beam to column connections to provide self-centering. The frictional sliding connections in the braces are utilized as well, to provide energy dissipation capability for the system. Connections are modeled in OpenSees software and validated using previous experimental results. Then, Incremental dynamic analyses are carried out on some frame models under some real earthquake records. Then, their fragility curves are achieved for different performance levels and compared with those of regular dual systems. The results indicate that supplying post-tensioned cables and frictional sliding connections in dual moment frames, reduces the inter story drift, permanent relative displacement and vulnerability of the frames. Therefore, construction of such system for new buildings is recommended, regarding its high performance in earthquakes and repairability after intensive seismic events.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Low damage structures
  • self-centering
  • post-tensioned
  • sliding brace
  • IDA
  • fragility curve
  • تاریخ دریافت: 01 مرداد 1398
  • تاریخ بازنگری: 23 مرداد 1400
  • تاریخ پذیرش: 01 دی 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 01 دی 1400