|
|
مقایسه عملکرد قابهای مهاربندی دارای سیستم پشت قوی و کمانش تاب تحت توالی لرزه ای
|
|
|
|
|
نویسنده
|
خیمه محمد رضا ,قدرتی امیری غلامرضا ,درویشان احسان
|
منبع
|
مهندسي عمران مدرس - 1400 - دوره : 21 - شماره : 2 - صفحه:105 -117
|
چکیده
|
مهاربندهای کمانش تاب با وجود اینکه عملکرد لرزه ای مناسب تری نسبت به مهاربند های معمولی دارند، به دلیل سختی پایین پس از تسلیم، در هنگام زلزله جابجایی های پسماند بزرگ را تجربه می کنند که می تواند در هنگام پس لرزه تشدید شده و سبب وقوع طبقه نرم شود. اخیراً برای رفع این مشکل سیستم پشت قوی معرفی شده است. با این حال تحقیقات انجام شده بر روی این سیستم اندک بوده و رفتار آن تحت توالی لرزه ای تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پژوهش عملکرد لرزه ای قابهای مهاربندی کمانش تاب و قابهای پشت قوی مورد بررسی قرار گرفته است. عملکرد لرزه ای این دو سیستم تحت توالی لرزه ای نیز مورد بررسی قرار گرفته تا درک بهتری نسبت به میزان موثر بودن سیستم جدید جهت افزایش پایداری این قاب ها حاصل شود. بدین منظور سه قاب مهاربندی شده 4، 8 و 12 طبقه با دو سیستم پشت قوی و مهاربندی کمانش تاب طراحی شده و تحت تحلیل های استاتیکی غیرخطی، تاریخچه زمانی غیرخطی و دینامیکی افزایشی قرار گرفته اند. برای مقایسه دو سیستم، از پارامتر های لرزه ای همچون ضریب رفتار، ضریب شکل پذیری و ضریب اضافه مقاومت، و همین طور پاسخ های سازه ای شامل بیشینه جابجایی نسبی و جابجایی نسبی پسماند استفاده شده است. در نهایت نیز منحنی های شکنندگی این دو سیستم در سطوح عملکرد مختلف مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که قاب پشت قوی دارای توزیع یکنواخت جابجایی در ارتفاع سازه می باشد که از وقوع طبقه نرم جلوگیری می کند.
|
کلیدواژه
|
تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده، توالی لرزه ای، سیستم پشت قوی، مهاربند کمانش تاب، پاسخ لرزه ای
|
آدرس
|
دانشگاه علم و صنعت ایران, دانشکده مهندسی عمران, ایران, دانشگاه علم و صنعت ایران, دانشکده مهندسی عمران, ایران, دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن, گروه مهندسی عمران, ایران
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Comparing Performance of Strongback and BRB Braced Frames Under Seismic Sequence
|
|
|
Authors
|
Kheime Mohmmad Reza ,Ghodrati Amiri Gholamreza ,Darvishan Ehsan
|
Abstract
|
One of the most popular lateral load resisting systems is the concentric bracing. However, despite the unique advantages of the system, it has irregular and unstable hysteresis cycles because of differences in compressive and tensile strength. Hence, many studies are devoted to improve these braces to achieve an ideal symmetric elastoplastic behavior which has resulted in construction of BucklingRestrained Braces (BRB). BRBs, although have a much better seismic performance than ordinary bracing, have a main disadvantage (similar to conventional bracing) of producing large nonlinear displacements due to their low stiffness, and consequently they have potential to form soft story. Recently, Strongback Bracing System (SBS), which is a combination of a zip system and an elastic truss system, has been introduced. SBS actually includes two types of features: a rigid elastic truss to tie story drifts over the height of the structure, and a conventional bracing system to dissipate energy. Therefore, this system can prevent or delay probability of soft story by controlling the distribution of floor displacements and the nonlinear demand of the structure. However, the studies conducted on this system are limited, and to the best of the author rsquo;s knowledge performance of this system with BRB configuration under seismic sequences is not yet investigated. In this paper, seismic performance of the SBS system is investigated and compared with the BRB one. First, behavior of these systems are studied under main shock. Next, seismic sequences are applied on the structures to better understand the behavior of SBS frames compared to BRB. For this purpose, three 4 8 and 12story frames were designed with two SBS and BRB systems. BRB elements were used as inelastic braces of SBS system. Nonlinear static analysis was conducted to evaluate the seismic parameters of the structures such as response modification factor and overstrength factor. Also, nonlinear timehistory analysis was performed to find maximum and residual response of the structures. In the next step, a fragility analysis was conducted using IDA to estimate performance of the structures under mainshock and seismic sequence for different performance levels. 3 performance levels were selected for SBS and 4 performance levels for BRB which show the elastic to global collapse of the structures. The results of static analysis showed that the SBS system has a uniform distribution of displacement in the height of the structure, which prevents the formation of soft story. In all analyses, SBS showed a superior performance, especially in 4 story structure. Also, SBS frames showed higher response modification and overstrength factors. Results of dynamic analysis showed that the 4story SBS structure was much less vulnerable to seismic sequences compared to the BRB one. However, the performance of SBS system decreases with increase in the height of the structures, such that 12story frame experienced large deformations and collapsed under lower seismic demands than BRB frame. This was due to buckling of some elements in rigid truss which led to concentration of demands in these elements. Therefore, more stringent provisions are needed for design of taller structures with SBS system.
|
Keywords
|
IDA ,seismic sequence ,strongback system ,BRB ,seismic response
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|