تاثیر ورق های اتصال مهاربندهای فولادی همگرا بر عملکرد قاب های بتنی بهسازی شده

در این تحقیق قاب های بتنی تقویت شده با مهاربندهای فولادی همگرا مورد بررسی قرار گرفتند و ورق های اتصال مهاربندها با ضخامت و شکل های مختلف در قاب های بتنی مدل سازی شدند. این مدل ها در نرم افزار آباکوس ساخته شدند و از تحلیل استاتیکی غیرخطی با در نظر گرفتن اثرات غیرخطی مصالح و هندسه استفاده شد. همچنین قاب ها تحت اثر بارهای جانبی قرار گرفتند و بارگذاری به صورت اعمال تغییر مکان یکسویه بود. با استفاده از نتایج تحلیل های انجام شده، رفتار ورق های اتصال بدست آمد و این رفتار با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید و صحت انجام تحلیل توسط نرم افزار آباکوس اثبات شد. سپس نمونه های ورق اتصال که از نظر شکل پذیری و مقاومت دارای اهمیت بیشتری بودند با هم مقایسه گردیدند. نتایج نشان داد که با اضافه کردن سیستم مهاربند فولادی به قاب خمشی بتنی، ظرفیت باربری سازه و سختی آن به ترتیب تا حدود 12 و 3 برابر افزایش یافتند. ضمناً مقاومت قاب با ورق اتصال پنج ضلعی نسبت به ورق های اتصال مستطیلی و مثلثی حدود 21 و 24 درصد افزایش پیدا کرد. همچنین شکل پذیری قاب های تقویت شده با ورق اتصال پنج ضلعی نسبت به ورق های اتصال مستطیلی و مثلثی به ترتیب حدود 1.65 و 2.06برابر گردید. بنابراین ورق های پنج ضلعی بهترین گزینه در اتصال مهاربند های فولادی برای تقویت قاب های خمشی بتنی است.

Effect of gusset plates of concentric bracing on the performance of retrofitted concrete frames

In the present research, concrete frames reinforced with concentric steel bracings were investigated and gusset plates for the bracing systems were modeled with different thicknesses and geometries. These models were constructed in ABAQUS Software, and nonlinear static analysis was used considering nonlinear effects of the materials and geometry. Therefore, the frames were subjected to lateral loads with the loading applied in the form of unilateral displacement. Using the results of the performed analyses, the behavior of the connection sheets was determined and compared with the experimental data to verify the analysis performed by ABAQUS Software. Afterwards, a comparison was made between the sample connection sheets of higher importance in terms of ductility and strength. The results indicated that by introducing the steel bracing systems into the concrete moment frames, load bearing capacity and stiffness of the structures were enhanced by up to about 12 and 3 times, respectively. Furthermore, the strength of the frames containing pentagon gusset plates was higher than those with rectangular and triangular gusset plates about 21% and 24%, respectively. Moreover, the ductility of the reinforced frames with pentagon gusset plates was higher than those of the frames with rectangular and triangular plates about 1.65 and 2.06 respectively. Consequently, pentagon gusset plates are the best option in concentric steel bracings for retrofitting concrete frames.