مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

بررسی آزمایشگاهی تاثیر فاصله عمودی بازشوها صفحات گچی از عضو افقی رانر، بر عملکرد لرزه‌ای قاب‌های فولادی سرد نورد شده

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، واحد تفت، دانشگاه آزاد اسلامی، تفت، ایران.
2 استاد گروه مهندسی، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه نیو سات ولز، سیدنی، استرالیا
3 عضو هیئت علمی، گروه مهندسی عمران، واحد تفت، دانشگاه آزاد اسلامی، تفت، ایران.
چکیده
در این پژوهش، تأثیر فاصله عمودی بازشوها از رانر افقی بر عملکرد لرزه‌ای دیوارهای فولادی سرد نورد شده با پوشش گچی به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. دو نوع قاب با ابعاد ۲۴۰۰×۲۴۰۰ میلی‌متر که هر یک دارای یک بازشوی ۱۲۰۰×۱۲۰۰ میلی‌متری بودند، طراحی و ساخته شدند. در قاب A فاصله بازشو از رانر افقی ۳۰۰ میلی‌متر و در قاب B این فاصله ۴۰۰ میلی‌متر در نظر گرفته شد. به‌منظور افزایش دقت نتایج و ارزیابی تکرارپذیری آزمایش‌ها، از هر مدل قاب سه نمونه ساخته و تحت بارگذاری چرخه‌ای مطابق استاندارد ASTM E2126-07 آزمایش گردید. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که کاهش فاصله بازشو از رانر افقی به‌طور مستقیم موجب افزایش مقاومت جانبی دیوار می‌شود. به‌طور مشخص، مقاومت نهایی در قاب‌های گروه A به‌طور میانگین ۴.۸۲ کیلو نیوتن و در قاب‌های گروه B برابر ۳.۸۴ کیلو نیوتن اندازه‌گیری شد که بیانگر کاهش ۲۰ تا ۲۵ درصدی مقاومت در قاب‌های با فاصله بیشتر بازشو از رانر است. در مقابل، جابجایی نهایی در هر دو گروه تقریباً ثابت و در حدود ۴۸ میلی‌متر باقی ماند که نشان می‌دهد موقعیت بازشو تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر ظرفیت تغییرمکان ندارد. بررسی مودهای خرابی نیز نشان داد که در قاب‌های گروه A، خرابی با تأخیر آغاز شده و پیچ‌های اطراف بازشو دیرتر از قاب‌های گروه B جدا می‌شوند که این موضوع بیانگر توزیع مناسب‌تر تنش و عملکرد بهتر اتصالات در این پیکربندی است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Experimental Study on the Effect of Opening Vertical Distance from the Horizontal Runner on the Seismic Performance of Gypsum-Sheathed Cold-Formed Steel Frames

نویسندگان English

Ehsan Haji Soltani 1
Hamid Reza Ronagh 2
Mohammad Reza Javaheri Tafti 3
1 Ph. D candidate, Department of Civil Engineering, Taft. C., Islamic Azad University, Taft, Iran
2 Professor, School of Civil and Environmental Engineering, The University of New South Wales, Sydney, Australia
3 Faculty Member,Department of Civil Engineering, Taft. C., Islamic Azad University, Taft, Iran
چکیده English

This study experimentally investigates the effect of the vertical distance of openings from the horizontal runner on the seismic performance of cold-formed steel (CFS) walls sheathed with gypsum boards. Two full-scale frame types, each measuring 2400 × 2400 mm and containing a single 1200 × 1200 mm opening, were designed and constructed. In Frame A, the opening was positioned 300 mm from the top runner, while in Frame B this distance was set at 400 mm. To ensure the accuracy and repeatability of the results, three specimens of each frame type were tested under cyclic loading in accordance with ASTM E2126-07. The experimental results revealed that reducing the vertical distance of the opening from the horizontal runner directly improves the lateral resistance of the walls. Specifically, the average ultimate lateral resistance was measured at 4.82KN for Frame A and 3.84 KN for Frame B, indicating a 20–25% reduction in resistance when the opening was placed farther from the runner. In contrast, the ultimate displacement remained nearly constant at approximately 48 mm for both frame types, demonstrating that the position of the opening has little influence on the displacement capacity of the system. Furthermore, the observed failure modes indicated that in Frame A, failure initiated at larger displacements, and the screws around the opening detached later compared to Frame B, suggesting a more favorable stress distribution and improved connection performance in this configuration.

کلیدواژه‌ها English

Cold-Formed Frame Steel '
Gypsum Board Sheathing'
Cyclic Loading
seismic Behavior '
'
opening
[1].  ASTM E2126-07, ASTM International. (2007). Standard Test Methods for Cyclic (Reversed) Load Test for Shear Resistance of Vertical Elements of the Lateral Force Resisting Systems for Buildings. West Conshohocken, PA, USA.
[2].  Vieira, L.C.M., Schafer, B.W. (2010). Behavior and Design of Cold-Formed Steel Wall Studs. Journal of Constructional Steel Research, Vol. 66, No. 8–9, pp. 1116–1127.
[3].  Vieira, L.C.M., Schafer, B.W. (2013). Cold-Formed Steel Framed Shear Walls: Sheathing Braced Design Methodology. Thin-Walled Structures, Vol. 67, pp. 78–92.
[4].  Adham, M., LaBoube, R.A., Yu, W.W. (1990). Behavior of Cold-Formed Steel Wall Studs with Openings. Final Report, University of Missouri–Rolla.
[5].  Yu, C., Chen, Y., Schafer, B.W. (2014). Simulation of Cold-Formed Steel Framed Shear Walls with Openings. Thin-Walled Structures, Vol. 84, pp. 406–419.
[6].  Fiorino, L., Macillo, V., Landolfo, R. (2016). Seismic Behavior of Sheathed Cold-Formed Steel Structures: A Review. Thin-Walled Structures, Vol. 106, pp. 202–222.
[7].  Moghimi, H., Ronagh, H.R. (2018). Behavior of Cold-Formed Steel Shear Walls with Openings under Seismic Loading. Journal of Constructional Steel Research, Vol. 144, pp. 55–68.
[8].  National Instruments. LabVIEW Signal Express User Manual. National Instruments Corporation, Austin, Texas, USA, 2007.
[9].  Peterman, K. D., & Schafer, B. W. (2014). Hysteretic Response of Cold-Formed Steel Framed Shear Walls with Sheathing. Thin-Walled Structures, 79, 173–184
[10].          Yu, W., & Zhao, X. (2018). Numerical Study on the Seismic Performance of Cold-Formed Steel Shear Walls with Openings. Journal of Constructional Steel Research, 150, 1–12.
[11].          Moghimi, H., & Ronagh, H. R. (2019). Experimental Study of Cold-Formed Steel Shear Walls with Gypsum Sheathing under Cyclic Loading. Thin-Walled Structures, 141, 351–362.

  • تاریخ دریافت 23 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 27 مهر 1404
  • تاریخ پذیرش 22 آبان 1404