تاثیر حرکت گهواره‌ای پای ستون در عملکرد لرزه‌ای قاب خمشی فولادی مرکزگرا با اتصالات پس‌کشیده تیر به ستون

در این مقاله عملکرد لرزه‌ای قاب خمشی فولادی مرکزگرا با امکان حرکت گهواره ای در پای ستون و اتصالات گیردار پس کشیدۀ تیر به ستون در مقایسه با سازه های متداول دارای پای ثابت از طریق ارزیابی پارامترهای کلیدی مانند تغییر‌مکان های جانبی نسبی کل، خمشی و پسماند در سطوح خطر مختلف شامل زﻟزلۀ ﻣﺤﺘﻤﻞ ﺑﯿﺸﯿﻨﻪ و زلزلۀ مبنای طرح مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این منظور، مدل سازی عددی در نرم‌افزار opensees با درنظرگرفتن رفتار غیرخطی مصالح و غیرخطی هندسی شامل اثرات پی-دلتا و نیز شرایط تکیه گاهی ناشی از حرکت گهواره ای مورد استفاده قرار می گیرد. در مدل عددی ساخته‌شده، المان های تیر-ستون و خرپایی دارای رفتار غیرارتجاعی با قابلیت شبیه سازی رفتار پس از تسلیم و تنطیم پارامتر سخت شوندگی کرنشی برای شبیه سازی اجزای مختلف مدل شامل اعضای فولادی، فیوزهای اصطکاکی و کابل های پس کشیدۀ تامین‌کنندۀ مرکزگرایی سیستم مورد استفاده قرار می گیرد. پیش تنیدگی کابل های پس کشیده با استفاده از مصالح کرنش اولیۀ نرم‌افزار شبیه سازی می گردد. در ضمن، مدل سازی حرکت گهواره ای و برکنش در پای ستون ها نیز با استفاده از المان های با طول صفر و مصالح ارتجاعی فاقد کشش نرم افزار انجام می شود. با توجه به پیچیدگی های تحلیلی رفتار سازه ای شامل رفتار غیرخطی مصالح، هندسی و شرایط مرزی در سازه های مرکزگرای مورد نظر و عدم قطعیت های مربوط به پدیدۀ زمین لرزه، مطالعات آماری بر روی نتایج تحلیل های متعدد تاریخچه زمانی 22 جفت رکورد زلزله از مجموعه رکوردهای حوزۀ دور انجام شد. بر اساس نتایج کمّی حاصل، به‌منظور ارزیابی پارامترهای عملکردی در سازه های نوین، مقادیر میانۀ بیشینه دریفت پسماند در حدود 65% و مقادیر دریفت خمشی در سطوح خطر زﻟﺰلۀ ﻣﺤﺘﻤﻞ ﺑﯿﺸﯿﻨﻪ و زلزلۀ مبنای طرح به‌ترتیب در حدود 50 و 70 درصد کاهش یافته است.

the effect of rocking motion on seismic performance of self-centering steel moment-resisting frames with post-tensioned beam-to-column connections

in this paper, seismic performance of self-centering rocking steel moment-resisting frames with post-tensioned rigid beam-to-column connections, compared to conventional fixed-base structures, is investigated through assessment of several key parameters such as total, flexural and residual drifts in different seismic levels, i.e. maximum credible earthquake (mce) and design basis earthquake (dbe). for this purpose an opensees numerical models is used taking into account the effects of material and geometric nonlinearities including p-delta and boundary condition due to rocking motion. in the developed model, beam-column and truss elements with the capability for simulating inelastic post-yielding behaviour and adjustable strain-hardening paramerter  are utilized to model various parts of the structures including steel members, frictional fuses and self-centering post-tensioned (pt) cables. the post-tensioning in pt cables are simulated by using the initial strain material in opensees. besides, the rocking motion and uplift in column bases are simulated by zerolength elements and elastic-notension (ent) material in the software. regarding the analytical complexities in structural response of self-centring structures, including material, geometric and boundry condition nonlinearities, and the uncertainty associated with earthquake phenomenon, statistical studies are performed on several time-history results related to 22 pair of horizontal earthquake records, i.e. the far-field record set proposed by femap695. based on obtained quantative results for evaluation of performance parameters, the maximum median results, in the modern rocking structure, the flexural drifts is reduced about 65% , while, the reduction of flexural drifts is about 50% and 70% at maximum credible earthquake (mce) and design basis earthquake (dbe) intensity levels, respectively.