بررسی رفتار لرزه‌ای سیستم پیشنهادی قاب خمشی خرپایی ویژه با ستون خرپایی

در چند دهۀ اخیر استفاده از قاب خمشی خرپایی ویژه به ‌عنوان یک نمونۀ نسبتاً جدید از سیستم قاب فولادی برای مناطق زلزله‌خیز توسعه یافته است. این قاب‌ها انرژی زمین‌لرزه‌ را از طریق بخش‌های ویژۀ شکل‌پذیر که در وسط تیر خرپایی تعبیه شده است، مستهلک می‌کنند. در این تحقیق رفتار لرزه‌ای قاب خمشی خرپایی با ستون خرپایی به کمک سه تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش‌آور)، تحلیل چرخه‌ای (سیکلیک) و تحلیل تاریخچه زمانی مورد بررسی قرار گرفته و با قاب خمشی خرپایی ویژه مقایسه شده است. برای نیل به این هدف دو مدل دوبعدی با ویژگی یکسان بر اساس ضوابط طراحی لرزه‌ای، طراحی و به کمک روش پلاستیسیتۀ متمرکز به مدل غیرخطی تبدیل شدند. در محدودۀ فرض‌های این پژوهش، نتایج نشان می‌دهد که قاب خمشی خرپایی ویژه با ستون خرپایی دارای عملکرد لرزه‌ای مناسب‌تری نسبت به قاب خمشی خرپایی ویژه می‌باشد؛ در قاب با ستون خرپایی، ضریب شکل‌پذیری، انرژی مستهلک‌شدۀ بیش‌تر، توزیع یکنواخت مفاصل پلاستیک با تامین سطح عملکرد بالاتر، توزیع دریفت یکنواخت‌تر و همگن در مقایسه با قاب خمشی خرپایی ویژه مشاهده شد. همچنین این قاب‌ها به ‌دلیل وزن کم‌تر از نظر اقتصادی مطلوب‌تر هستند و در آن‌ها برای عبور لوله‌های تاسیساتی نیز از جان ستون استفاده می‌شود.

investigating the seismic behavior of the proposed special truss moment frame system with truss column

in recent years, special truss moment frames (stmfs) have been widely used as a relatively new steel frame system for seismic hazard zones. these frames dissipate seismic energy through special ductile segments embedded near the middle of the span of the truss beam. in this study, the seismic behavior of stmfs with truss columns was investigated by nonlinear static analysis (pushover), cyclic static analysis, and time history analysis and compared with the common stmfs reported in the literature. to achieve this goal, two 2d models with the same characteristics were converted into a nonlinear model based on seismic design criteria, design and with the help of the concentrated plasticity method. the results showed that stmfs with truss columns have a better seismic performance than stmfs with filled-web columns. compared to ordinary stmfs, ductility and energy dissipation were enhanced, hinges were more distributed at higher performance levels, and drifts were more evenly and uniformly distributed on stories for stmfs with truss columns. in addition, stmfs were more affordable due to their lower weight and can be used to install pipes through web columns.