تحلیل عددی فیوز با تعویض‌پذیری ساده در قاب‌های واگرا و تعیین ضریب رفتار به روش انرژی

یکی از روش‌های کاهش خسارات ناشی از زلزله، متمرکز ساختن خرابی‌ها در اعضای از پیش تعیین شده (فیوز) می‌باشد. این اعضا با جذب قسمت عمده‌ای از نیروی زلزله، آسیب‌های وارده به سایر اعضای سازه را به حداقل می‌رسانند. در این مقاله، عملکرد المان فیوز با تعویض‌پذیری ساده، در قاب‌های مهاربندی واگرا مورد مطالعه قرار گرفته است. عنصر فیوز پیشنهاد شده متشکل از سه ورق فولادی است که از طریق یک اتصال مفصلی، به‌صورت کام و زبانه و پین، تیر پیوند را به تیر خارج از پیوند متصل می‌نماید. هنگامی که بارها به‌صورت رفت و برگشتی به قاب واگرا اعمال می‌شود، فیوز با بروز عملکرد برشی، باعث تمرکز نیرو در جان تیر پیوند شده و از این طریق نیروی زلزله را مستهلک می‌نماید. در این مطالعه برای طراحی قاب از نرم‌افزار ایتبس و برای تحلیل المان محدود از آباکوس استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد، خسارات وارده محدود به مقطع فیوز بوده، و به دیگر اجزای سازه هیچ‌گونه آسیبی وارد نشده است. همچنین این سیستم رفتار هیسترزیس مشابهی را در کشش و فشار نشان داده و ضریب رفتار این سیستم نسبت به قاب‌های واگرای مرسوم مقدار بیشتری بوده که حاکی از عملکرد و شکل‌پذیری بهتر این سیستم می‌باشد. از طرفی، از آنجا که آسیب بر روی یک المان نسبتاً کوچک متمرکز است، و اتصال این عضو به قاب از طریق پین است، بنابراین پس از یک زلزله‌ی بزرگ با صرف هزینه‌ای اندک به راحتی می‌توان فیوز آسیب دیده را تعویض کرد و ساختمان مجدد قابل استفاده خواهد شد.

numerical analysis of srf fuse in eccentrically braced frames and determination of behavior coefficient by energy method

one of the ways to reduce damages caused by earthquakes is to concentrate the damage in predetermined members (fuses). by absorbing a major part of the earthquake force, these members minimize the damage to other members of the structure. in this article, the performance of the fuse element with simple replaceability in eccentrically braced frames is studied. the proposed fuse element consists of three steel sheets that connect the link beam to the out-of-link beam through a joint connection, in the form of tongue and pin. when the loads are repeatedly applied to the divergent frame, the fuse causes the concentration of force in the connecting beam with the occurrence of shearing action and thus dissipates the force of the earthquake. in this study, etabs software was used for frame design and abaqus was used for finite element analysis. the results show that the damage was limited to the fuse section, and there was no damage to other components of the structure. also, this system has shown similar hysteresis behavior in tension and pressure, and the coefficient of behavior of this system is higher than conventional diverging frames, which indicates better performance and malleability of this system. on the other hand, since the damage is concentrated on a relatively small element, and the connection of this member to the frame is through pins, after a large