ارزیابی شکنندگی و فروریزش تدریجی قاب‌های فولادی با مهاربند واگرا با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران دانشگاه ولایت، ایرانشهر، ایران

10.22065/jsce.2022.309321.2597

چکیده

امروزه بطور گسترده‌ای سازه‌های مهاربندی شده خارج از مرکز برای جذب انرژی زلزله با استفاده از المان تیرپیوند روی تیرها بکار گرفته می‌شوند. عملکرد این سیستم به صورت تسلیم المان تیرپیوند در هنگام زلزله و جذب انرژی توسط این المان و ایمن شدن سازه اصلی تعریف شده است. طول تیرپیوند به عنوان پارامتر موثر بر نوع رفتار تیرپیوند بصورت برشی یا خمشی بیان شده است، که تعیین کننده عملکرد لرزه‌ای و میزان جذب انرژی زلزله توسط این المان در این نوع قاب‌های مهاربندی شده است. در این تحقیق با استفاده از تحلیل‌های دینامیکی افزایشی روی قاب‌های فولادی تحت رکوردهای دور از گسل و با انجام مراحل مدلسازی در نرم افزارPython نسخه 3.8 و استفاده از کتابخانه OpenSeesPy ، متغیرهای خرابی و اعتماد قاب‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق دو نمونه قاب 6 و 12 طبقه با تغییر در طول تیرپیوند برشی از 40/0، 60/0و 80/0مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که رفتار تیرپیوند متاثر از خصوصیات رکورد زلزله است و میزان ظرفیت دوران تیرهای پیوند با طول یکسان برای رکوردهای مختلف زلزله متفاوت بدست آمده است. نتایج تحلیل دینامیکی افزایشی روی قاب‌های مذکور با طول تیرهای پیوند متفاوت نشان می‌دهد که طول تیرپیوند برشی کوتاه در قاب‌های با ارتفاع متوسط منتج به رفتار لرزه‌ای بهتری شده است و باید طول بهینه مناسب تیرپیوند پس از ارزیابی لرزه‌ای تحت رکورد‌های مختلف انتخاب گردد. حداکثر شتاب فروریزش میانه در این تحقیق برای قاب‌های 6 طبقه در طول تیرپیوند 60/0 متر 10/5 و برای قالب 12 طبقه در طول تیرپیوند 60/0 متر 20/4 برابر شتاب گرانش زمین بدست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessing Fragility and Gradual Collapse of Eccentrically Braced Steel Frame Using Incremental Dynamic Analysis

نویسندگان [English]

  • Mohsen Khazaei 1
  • Abdol Ghaium Dehvari 2
1 Assistant Professor, Department of civil engineering, Quchan university of technology, Quchan, Iran
2 Assistant Professor, Department of civil engineering, Velayat university, Iranshahr, Iran
چکیده [English]

Today, extensively eccentrically braced structures are used to absorb seismic energy using link beam elements on beams. The function of this system is defined as yielding this beam elements during an earthquake and remaining safety and elastic of other structure elements. The length of the link beam is expressed as an effective parameter determining the type of behavior of it as shear or flexure, which determines the seismic performance and the amount of seismic energy absorbed by this element in this type of braced frames. In this research, using incremental dynamic analysis on steel frames under far field records and by performing modeling steps in Python version 3.8 and using of OpenSeesPy documentation, the variables of failure and frame reliability have been investigated. In this research, two samples of 6 and 12-story frames with changes the link beam length from 0.4, 0.6 and 0.8 m have been studied. The results show that the behavior of link beams is affected by the characteristics of the earthquake record and the capacity of the link beams with the same length is various for each record. The results of incremental dynamic analysis on the mentioned frames with different link lengths have shown that the length of short shear link beam in medium height frames has resulted in better seismic behavior and the optimal length of the link beam should be selected after seismic evaluation under different records. The maximum acceleration of the median collapse in this research has been obtained for 6-story frames and the link with 0.6 m length is 5.10, and for 12-story frame with the link of 0.6 m length, 4.20 times the acceleration of the earth's gravity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fragility Analysis
  • Shear Link Beam
  • Eccentrically Brace
  • Incremental Dynamic Analysis
  • Far Field Records
  • تاریخ دریافت: 21 مهر 1400
  • تاریخ بازنگری: 23 آذر 1400
  • تاریخ پذیرش: 04 بهمن 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 04 بهمن 1400