بررسی رفتار لرزه‌ای قاب همگرای فولادی تقویت شده با مهاربند کمان شکل در حالات نصب متفاوت در سازه دو طبقه

قاب مهاربند همگرای فولادی یک سیستم‌ متداول و مقاوم در برابر زلزله است که در سازه‌های فولادی بکار می‌رود. عضو داخلی این مهاربندها با شکل‌های مختلفی نظیر ضربدری، زانویی، شورون و غیره قابل اجرا است که هر کدام از آن‌ها می‌تواند تغییر محسوسی در رفتار سازه ایجاد کند. اما شکل‌پذیری کم، سختی بالا، میزان جذب و استهلاک انرژی پایین جزء معایب این سیستم می‌باشد. در طراحی لرزه‌ای طرح باید به گونه‌ای باشد تا سازه در هنگام وقوع زلزله‌های کوچک در محدوده خطی و بدون خسارت باقی بمانند. در زلزله‌های متوسط، خسارت غیر سازه‌ای ببینند و در هنگام وقوع زلزله‌های شدید و بزرگ خسارت‌های سازه‌ای و غیر سازه‌ای داشته باشند اما پایداری کلی آن‌ها حفظ شود. همچنین بتوان مهاربند را پس از آسیب در برابر زلزله بطور سریع و اقتصادی بهسازی و مقاوم نمود. نتایج تحقیقات گذشته نشان داده که استفاده از مهاربندهای کمانی یا بیضی شکل می‌توانند در انتقال نیروهای جانبی عملکرد مناسبی داشته باشند و باعث بهبود رفتار سازه شوند. بر همین اساس در این تحقیق چهار مدل قاب همگرای فولادی با مهاربند کمان شکل در الگوهای شکلی مختلف پیشنهاد شده و رفتار لرزه‌ای آن‌ها در سازه دو طبقه مورد بررسی قرار گرفته. برای این منظور مدل‌های طراحی شده به روش اجزاء محدود تحت بارگذاری جانبی و چرخه‌ای قرار گرفتند و ظرفیت باربری، رفتار لرزه‌ای، شکل‌پذیری، استهلاک انرژی لرزه‌ای، ضریب رفتار، کاهش سختی، مود شکست و شاخص اقتصادی آن‌ها مورد مقایسه قرار گرفت. جمع‌بندی نتایج نشان می‌دهد که استفاده از مهاربند بیضی شکل در سازه دو طبقه می‌تواند انطباق بیشتری با هدف این تحقیق داشته باشد.

investigating the seismic behavior of cbf frame with arc bracing in different shapes in two-story structure

a cbf frame is an earthquake-resistant system used in steel structures. the brace of this system can be used in various shapes, such as x-shaped, v-shaped, elbow, etc., each of which can change the behavior of the structure. however, low plasticity, high hardness, absorption, and low seismic energy consumption are among the disadvantages of this system. a seismic design should be such that the structure remains in a linear range without damage during small earthquakes. it will suffer non-structural damage in moderate earthquakes, and it will have structural and non-structural damage during severe earthquakes, but its stability will be maintained with a proper design. the brace can also be quickly and economically modified and strengthened after the earthquake damage. the literature has shown that the use of arc or ellipse braces can act properly in transferring lateral forces and improve the behavior of the structure. in this research, therefore, four models of cbf frames with arch braces in different shapes are proposed to investigate their seismic behavior in a two-story structure. the models designed by the finite element method were subjected to lateral and cyclic loading to compare their bearing capacity, seismic behavior, ductility, seismic energy consumption, behavior coefficient, stiffness reduction, failure mode, and economic index. a summary of the results shows that the use of ellipse braces in the two-story structure can be more compatible with the purpose of this research.