بررسی عملکرد لرزه ای قاب‌های فولادی دوگانه دارای سیستم مهاربندی همگرا (x) تحت اثرات ساخت مرحله ای

امروزه با پیشرفت تکنولوژی جوشکاری و افزایش استفاده از سازه های فولادی در ساختمان ها، علی‌الخصوص ساختمان های بلندمرتبه، ضرورت تطابق فرآیند ساخت سازه با فرآیند تحلیل سازه بیش از پیش آشکار می باشد. در سازه های فولادی با سیستم قاب خمشی دوگانه همراه با مهاربندی همگرا (cbf)، به دلیل اینکه قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل بارهای ثقلی و بارهای لرزه ای زمان ساخت می باشد، مهاربندهای کل سازه می تواند به صورت طبقه به طبقه همزمان با نصب اسکلت و یا در پایان ساخت کل اسکلت قاب خمشی نصب شوند. این موضوع با استفاده از تحلیل متعارف که در آن فرض می شود کل سازه در یک لحظه ساخته و سپس کلیه بارها به آن اعمال می شود، قابل بررسی و مطالعه نیست. لذا در این تحقیق اثرات ساخت مرحله ای بر قاب های فولادی دوگانه دارای مهاربند همگرای x مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. در این راستا مدل های سه بعدی 5، 10، 15، 20 و 25 طبقه از قاب های مذکور تحت تحلیل بارافزون و پروتکل های بارگذاری چرخه ای قرار گرفتند. سپس پارامترهایی نظیر کوتاه شدگی ستون ها و نیروی محوری ستون ها تحت بار مرده، تغییر مکان و برش پایه نظیر تشکیل اولین مفصل پلاستیک، سختی جانبی موثر سازه، مقاومت نهایی جانبی و میزان اتلاف انرژی تحت پروتکل های بارگذاری چرخه ای بررسی شدند. از این تحقیق نتیجه گردید که ساخت مرحله ای می تواند موجب افزایش حداکثر %17.9 در نیروی محوری ستون میانی ناشی از بار مرده، افزایش حداکثر %3.8 در تغییر مکان نظیر تشکیل اولین مفصل پلاستیک، افزایش حداکثر %8.3 در برش پایه نظیر تشکیل اولین مفصل پلاستیک، افزایش حداکثر %18.4 در مقاومت نهایی جانبی سازه و نیز افزایش حداکثر %4.3 در سختی جانبی موثر شود. همچنین ساخت مرحله ای تاثیر قابل توجهی بر نیروی محوری ستون های گوشه و ستون های دهانه مهاربندی ناشی از بار مرده و نیز میزان اتلاف انرژی ناشی از پروتکل های بارگذاری چرخه ای نخواهد داشت.

investigating the seismic performance of mrf-cbf (x brace) dual system under the effects of staged construction

nowadays, with the advances in welding technology and increased use of steel structures in the construction of buildings, especially high-rises, the necessity of matching the construction procedure with the structure analysis procedure has become more evident. in steel structures with moment-resisting frame-concentrically braced frame (mrf-cbf) dual systems, as the moment-resisting frame can individually withstand gravity and seismic loads during construction, the braces can be installed on a story-by-story basis simultaneous with the installation of the moment frame or after its complete construction. this issue cannot be investigated and studied using ordinary analysis, where it is assumed that the entire structure is built at once, and then all the involved loads are applied to the completed structure. accordingly, this research investigated the effects of staged construction on mrf-cbf dual systems with x brace. in this regard, 3d models with 5, 10, 15, 20, and 25 stories incorporating mrf-cbf dual system were first generated and subjected to pushover analysis under cyclic loading protocols. subsequently, parameters such as column shortening and column axial forces under dead load, displacement and base shear corresponding to the first plastic hinge formation, effective lateral stiffness, ultimate lateral strength, and energy dissipation of the structure under cyclic loading protocols were investigated. from the obtained results, it was concluded that staged construction could lead to maximum increases of 17.9% in the axial forces in internal columns due to dead load, 3.8% in the displacement corresponding to the first plastic hinge formation, 8.3% in the base shear corresponding to the first plastic hinge formation, 18.4% in the ultimate lateral strength, and 4.3% in the effective lateral stiffness. also, staged construction was not found to significantly affect the axial forces in corner and braced-bay columns due to dead load and the energy dissipation under cyclic loading protocols.