تخمین تغییرمکان تسلیم قاب‌های خمشی فولادی با مهاربند بیضی شکل، مورد نیاز در روش طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد رودهن، گروه مهندسی عمران، تهران، ایران

2 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهریار، گروه مهندسی عمران، تهران، ایران

3 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد رودهن، گروه مهندسی عمران، تهران، ایران

چکیده

یکی از پارامترهای مهم در روند محاسبه‌ی نیروی برش پایه در روش طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان تخمین تغییرمکان تسلیم براساس مشخصه‌های هندسی سازه می باشد. در روش طراحی مبتنی بر روش تغییرمکان مستقیم نیاز است تا تغییرمکان تسلیم، تغییرمکان هدف، میرایی و سختی الاستیک و غیرخطی محاسبه گردد. در این روش با معادل سازی چند درجه آزاد به سازه یک درجه آزاد معادل ، پارامترهای سازه محاسبه خواهد گردید. این تعریف در ادامه تحقیق به محاسبه‌ی تغییرمکان تسلیم سازه‌های فولادی نیز تعمیم داده می شود. از آنجا که خطا در برآورد این پارامترها می تواند به خطا در محاسبۀ شکل‌پذیری و در نهایت برش پایه منجر شود، در این تحقیق تلاش شده است تا رابطه‌ی موجود تغییرمکان تسلیم سازه‌های فولادی قاب خمشی با مهاربند به شکل بیضی، در روند طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان را مورد بررسی قرار گیرد. به این منظور 24 مدل قاب خمشی با مهاربند بیضی شکل با تعداد طبقات متفاوت 6، 9، 12 و 15 طبقه و تعداد دهانه‌های 3 و 6 و تغییر مقاطع تیرها در 3 تیپ متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است. تحلیل های مختلف انجام شده، شامل تحلیل‌های استاتیکی غیرخطی، تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی با هفت شتاب نگاشت مصنوعی و هفت شتاب‌نگاشت طبیعی منطبق با طیف طراحی سازه‌ها درنظر گرفته شده اند. برای انجام طراحی و تحلیل‌های مذکور از نرم افزارهای SAP2000 و OpenSEES به همراه MATLAB استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که برای سازه‌های 6 طبقه به بالا رابطه بدست آمده برای تغییر مکان تسلیم میبایست 30% کاهش داده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Estimation of yield displacement of steel bending frames with elliptical bracing, required in displacement-based direct design method

نویسندگان [English]

  • Alireza Salehi Sedeh 1
  • Sahand Sarioletlagh Fard 2
  • Reza Esmaeilabadi 3
1 Ph.D. Student, Islamic Azad University, Roudhan Branch, Department of Civil Engineering, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Islamic Azad University, Shahriar Branch, Department of Civil Engineering, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Islamic Azad University, Rodhan Branch, Department of Civil Engineering, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the important parameters in the process of calculating the basic shear force in the direct design method based on displacement is the estimation of the displacement displacement based on the geometric characteristics of the structure. In this article, an attempt has been made to investigate the relationship between displacement and yield of steel structures with elliptical bracing in the direct design process based on displacement. For this purpose, 24 models of bending frames with oval braces with different number of floors 6, 9, 12 and 15 floors, with different number of openings 3 and 6 openings have been studied. The various analyzes performed include non-linear static analyses, non-linear dynamic analyzes with seven artificial acceleration maps and seven natural acceleration maps according to the design spectrum of the structures. SAP2000 software has been used for the design and analysis. The obtained results show that for structures with 6 floors and above, this relationship should be reduced by 30%.

The basic philosophy in the displacement-based direct design method is that structures should be designed to achieve a specified level of performance, this performance level can be defined by specifying strain limits or relative lateral displacement under the effect of specific hazard levels. In fact, this method can be considered a step-by-step method leading to the limit forces of the members. In this method, instead of using the characteristics of the original multi-degree-of-freedom structure, an alternative single-degree-of-freedom structure with inelastic characteristics of the original structure is used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Method based on direct displacement
  • Displacement
  • Steel frames
  • Yield displacement
  • Inelastic mode
  • Non-linear dynamic analyzes