بررسی میزان اتلاف انرژی در پیوندهای برشی قاب‌های فولادی مقاومت بالا مجهز به مهاربندهای واگرا و پیوندهای فولادی سری l304 تحت زمین لرزه های حاوی توالی لرزه‌ای

استفاده از قاب‌های مهاربندی مجهز به مهاربندهای واگرا در سازه های فولادی، انرژی ورودی ناشی از زلزله را بوسیله عضو پیوند جذب‌ می‌کند. اهمیت این موضوع زمانی افزایش می یابد که سازه در معرض لرزه های متوالی قرار گیرد. چرا که سناریوهای حاوی ‌توالی لرزه‌ای به عنوان یک واقعه‌ی بحرانی  قادر به ایجاد جابجایی های ماندگار و افت مقاومت می‌شوند. در یک سناریوی لرزه‌‌ای نیز، بیشترین آسیب تنها در تیر پیوند رخ خواهد داد و سایر اعضا در محدوده‌ی رفتار خطی خود باقی خواهند ماند. در صورت وقوع زمین‌لرزه‌های پی در پی، اکثر سازه‌ها، ممکن است تیر پیوند از کار افتاده و در آن صورت سایر اعضا رفتار غیرخطی خواهند داشت. این مقاله به بررسی میزان اتلاف انرژی پیوندها، در قاب‌های مقاومت بالا، با تیرهای پیوند فولادی سری l 304، تحت توالی های لرزه‏ای می‌پردازد. در این پیوندها خطر خوردگی وجود نخواهد داشت. از آنجایی که عمده اتلاف انرژی در قاب‌های مجهز به مهاربند واگرا در عضو پیوند اتفاق می‌افتد، بنابراین با بررسی این عضو، می توان درباره اتلاف انرژی کل قاب قضاوت نمود. در این راستا قاب های فولادی مجهز به مهاربندهای واگرا با تنوع مصالح پس از طراحی، در نرم افزار اپنسیس پیاده سازی و تحت 16 سناریوی با و بدون توالی لرزه‌ای تحت تحلیل تاریخچه زمانی قرار گرفته اند. در ادامه انرژی اتلاف شده توسط پیوندها در تمامی حالات به ازای زلزله های منفرد و متوالی گزارش و مقایسه شدند. نتایج حاکی از آن است که میزان اتلاف انرژی توسط پیوندها پس از توالی لرزه‌ای نسبت به لرزه‌ی اصلی آن بین 2 تا 3 برابر افزایش می یابد. همچنین در بین قاب‌ها، در پیوندهای ضدزنگ در قاب فولادی مقاومت بالا، تحت توالی لرزه‌ای، 10.4 درصد نسبت به پیوندهای معمولی در قاب‌های معمولی و 31.6 درصد نسبت به پیوندهای ضدزنگ در قاب‌های معمولی اتلاف انرژی بالاتر است، در حالی که پس از توالی لرزه‌ای، نسبت اتلاف انرژی کمتری، برای پیوندهای این قاب گزارش شده است.  بنابراین استفاده از این نوع مصالح می‌تواند برای کل یا برخی اعضای قاب‌های معمولی مجهز به مهاربندهای واگرا، بخصوص در مناطق با خطر لرزه‌ای بسیار زیاد پیشنهاد شود. 

investigation of energy loss in shear links of high strength steel ebfs, with 304l steel links under successive earthquakes

eccentrically braced frame (ebf) is known as a lateral force resisting system in steel structures which dissipate the earthquake energy through the links. the importance of this issue increases when the structure is exposed to successive earthquakes because in the seismic active zones, a large earthquake may consist of numerous successive shocks (foreshock or aftershock) which can lead to permanent displacements and resistance loss in these frames. in a seismic scenario, the most damage will often occur in the link beam – as the structural fuses – and the other members will remain in the elastic region, while the link beams may fail under successive earthquakes in most of the structures and other members such as adjacent beams, columns and braces, will behave non-linearly. this paper evaluates the energy dissiption of links in high strength frames with 304l series steel link beams in an area with a high seismicity risk under different critical scenarios with/without seismic sequence phenomenon. in these links, there will be no risk of corrosion. the highest energy dissipates in the links of ebf frames, so by examining the energy dissiption in this member, it is possible to judge the energy dissiption of the entire frame. in this regard, 2d eccentrically braced frames with a variety of materials were designed based on the iranian earthquake design code (standard no. 2800, 4th version – 2014), modeled in opensees software. for this purpose, force beam-column element has been selected for the implemension of beam and column elements. brace elements are modeled using trust element. moreover, a behavior curve is defined with the parallel material command to introduce the end elements of the link length. also, the elastic-perfectly plastic material model has been assigned to the material model of the parallel material. link elements are implemented using an element with concentrated plasticity. to define the shear behavior of links, two zero length elements have been used, and the behavior curve of parallel materials has been defined for them based on the study of eskandari and vafai in 2015. based on hoveidai’s proposal in 2019, the ramberg-osgood model has been used for the cyclic response of stainless steel materials in opensees software and the steel02 model has been used for the st37 and st52 materials. in the following, seismic scenarios with and without seismic sequence are selected based on effective peak acceleration (epa) which has been suggesteb by rajabi and ghodrati amiri in 2020. in order to nonlinear dynamic analysis of the studied eccentrically braced frames, single and successive earthquakes should be scaled based on the design spectrum. for this purpose, the suggested spectrums in standard no. 2800 and proposed methodology by abdollahzade in 2019 have been used, respectively. the results indicate that the amount of energy dissiption through links increases between 2 and 3 times after the consecutive earthquakes compared to the main shocks while after the seismic sequence, a lower average energy dissiption ratio has been reported for this frame. also among the studied frames, the high-strength frame with stainless steel links has a higher energy loss of 10.4% compared to normal frames and 31.6% higher than frames with stainless links under seismic sequence. therefore, the using of this type of material can be suggested for all or some members of normal eccentrically braced frames, especially in active zones with high seismic risk.