بررسی رفتار لرزه‌ای اتصال مهاربند به ستون جعبه‌ایِ ساخته‌شده از ورق در سیستم‌های مهاربندی‌شده همگرا

پژوهش حاضر به بررسی رفتار وجه ستون جعبه‌ای در محل اتصال به ورق گاست مهاربند در قاب‌های ساختمانی مهاربندی‌شدۀ همگرا پرداخته است. در این نوع قاب‌ها، مهاربندها نقش فیوز را ایفا می‌کنند و تغییرشکل محوری آن‌ها منجربه کمانش و رفتار غیرخطی می‌شود که باعث استهلاک انرژی زلزله در سیستم می‌گردد. اما در صورت ایجاد غرشدگی(کمانش موضعی) و تغییرشکل در وجه ستون جعبه‌ای، عملکرد مهاربند مختل شده و قاب نمی‌تواند وارد فاز پلاستیک شود. هدف این پژوهش، تحلیل و ارزیابی عملکرد وجه ستون جعبه‌ای تحت نیروهای رفت‌وبرگشتی و ارائۀ جزئیات اجرایی مناسب برای اتصالات مهاربند به ستون‌های جعبه‌ای است. برای این منظور، ابتدا اطلاعات مطالعات پیشین جمع‌آوری و سپس شبیه‌سازی یک ساختمان 15 طبقه با مهاربند همگرای ویژه انجام شده است. در ادامه، طراحی لرزه‌ای اتصالات مهاربند و تحلیل آن‌ها با استفاده از نرم‌افزار آباکوس صورت گرفت. نتایج تحلیل نشان داد تعبیۀ ورق‌های سخت‌کننده در محل اتصال ورق گاست به ستون، موجب افزایش سختی قاب‌ها تا 21 درصد و جذب بیش‌تر انرژی تا 26 درصد می‌شود. همچنین، ورق‌های سخت‌کنندۀ قائم عملکرد بهتری نسبت به ورق‌های افقی نشان دادند. در نهایت، جزئیات اجرایی برای بهبود عملکرد اتصال پیشنهاد و با روش‌های استاندارد اجرایی تطبیق داده شد. این پژوهش با رویکرد تئوری و کاربردی و بر اساس تحلیل اجزای محدود انجام شده است.

investigation of seismic behavior of bracing connection to box column made of sheet in special braced frame systems

this study investigates the behavior of the box column at the connection to the brace gusset plate in concentrically braced frames (cbfs). in these frames, braces act as fuse elements, and their axial deformation results in buckling and nonlinear behavior and energy dissipation within the system. however, if the box column face deforms or buckles due to the force exerted by the brace, it disrupts the brace’s functionality, preventing the frame from experiencing plastic phase and absorbing seismic energy. the aim of this research is to analyze and evaluate the performance of the box column face under cyclic forces, propose suitable details for brace-to-box-column connections, and provide recommendations for their design. to achieve this, previous studies were reviewed, and a 15-story residential building with special concentrically braced frames and box columns was modeled. subsequently, seismic design of brace connections was performed, and the connections, along with the frame, were analyzed using abaqus finite element software. the results indicate that incorporating stiffener plates at the gusset plate-to-column connection point enhances the frame stiffness and energy absorption capacity. additionally, vertical stiffener plates demonstrated superior performance compared to horizontal ones. finally, practical details for improving the connection’s behavior were proposed and aligned with standard construction practices. this research employed theoretical and practical approaches based on finite element analysis.