تاثیر فاصله آزاد انتهایی مهاربند در شکل پذیری قاب های فولادی دارای مهاربندهای همگرا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی زلزله دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تربیت مدرس

2 استاد دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

نیاز به شکل­پذیری در قاب­های دارای مهاربندهای همگرا، باعث شده است محققین مطالعات گسترده­ای را در زمینه عوامل موثر بر شکل­پذیری این نوع سازه­ها انجام دهند. فاصله آزاد انتهایی مهاربند یکی از عوامل موثر در این موضوع است که در آیین­نامه­های لرزه­ای برای تأمین رفتار شکل­پذیر در نظر گرفته شده است. در تحقیق حاضر اثر فاصله آزاد انتهایی در رفتار لرزه­ای این نوع سازه­ها بررسی شده است. برای این منظور نمونه­هایی با دو نوع ورق اتصال مستطیلی و باریک شده در نظر گرفته و تحت بارگذاری چرخه­ای تحلیل شده­اند. بمنظور داشتن معیاری برای تعیین حد نهایی باربری این گونه قاب­ها، از مفهوم کرنش معادل پلاستیک برای پیش­بینی شکست در نواحی بحرانی استفاده شده است. نواحی بحرانی در این نوع سازه­ها میانه مهاربند و گوشه ورق اتصال است. با پیش­بینی شکست در این نواحی ظرفیت نهایی شکل­پذیری نمونه­ها مشخص و با هم مقایسه شده است. نتایج نشان می­دهند در حالی که در ورق­های اتصال باریک شده رعایت فاصله آزاد 2tp (پیشنهاد آیین­نامه­ها) بهینه ترین حالت برای دستیابی به رفتار شکل- پذیر در این نوع سازه­ها است، در ورق­های اتصال مستطیلی امکان کاهش این فاصله و در نتیجه دستیابی به ورق اتصال کوچکتر در عین حفظ رفتار شکل­پذیر وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Brace End Clearance on Ductility of Concentrically Braced Frames

نویسندگان [English]

  • Mehrdad Ali Pur 1
  • Ali akbar Agha Kochak 2
1 Department of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Department of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The need for ductility in Concentrically Braced Frames (CBF) has driven researches to study the different parameters which influence the ductile performance of this kind of structure. Brace end clearance in gusset plates is one of the most important of these parameters, which is considered by seismic codes to improve the seismic behavior of these structures.
This study examines the effect of brace end clearance on the behavior of CBFs. Both rectangular andtapered gusset plates are considered in order to gain a deep insight into this issue. Nonlinear analyses using the detailed inelastic finite-element model (FEM) are employed to perform this research. The equivalent plastic strain concept is used to determine the limits of ductile behavior and to predict fracture and failure in these models. Results shows that while in tapered gusset observing 2tp clearance (which is recommended by codes) provides the optimum ductile behavior, in rectangular gusset plates, it is possible to reduce this distance and obtain a smaller gusset plate to maintain the ductile behavior of the frame.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Braced frame
  • Gusset Plate
  • Brace end Clearance
  • Ductility

مراجع

[1] علی پور، آزاده، میرقادری، رسول، بررسی عملکرد لرزه ای اتصالات قاب های مهاربند ویژه با صفحه ناهمراستای گاست پلیت و جان ستون، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی دانشگاه تهران، 1385
[2] حسینی هاشمی، بهرخ، مهیار، آرش، مستقیمی، نسرین، بررسی رفتار شکل پذیر مهاربندهای همگرا، اولین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت زیرساختها، 1388.
[3] قلمی فرد، آرش، آقاکوچک، علی اکبر، تحیل غیرخطی رفتار ورق های اتصال و مهاربندی فولادی همگرا تحت اثر بار چرخه ای، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس، تهران، 1386
[4] مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، طرح و اجرای ساختمان های فولادی. تهران: وزارت مسکن و شهرسازی، 1387
[5] میرقادری، رسول، وفایی، بهروز، بررسی رفتار لرزه ای قابهای مهاربندی شده با بادبندهای همگرا-X – شکل، سومین کنگره ملی مهندسی عمران، 1386
 
 
[6]AISC, American Institute of Steel Construction, in Seismic Provisions for structural steel buildings: Chicago, 2005.
[7]Astaneh-Asl, A., Goel, S., and Hanson, R. D, Cyclic out-of-plane buckling of double angle bracing. ASCE Journal of Structural Engineering. 111(5): p. 1135–1153, 1985.
[8]Astaneh-asl, A., Seismic design and behavior of gusset plates., Structural Steel And Educational Council {Steel Tips}: 209 Vernal Drive, Alamo CA, 1998.
[9]ATC24, Guidline for cyclic seismic testing of components of steel structures. Applied Technology Council, 1992.
[10]El-Tawil, s., Mikesell, t., Vidarsson, E., and Kunnath, S. K., Strength and ductility of FR welded-bolted connections, SAC/BD-98/01, Editor. SAC Joint Venture: Sacramento, CA, 1998.
[11]Ferreira, J. and C.A. Castiglioni, Calado, L., Rosaria, and Agatino, M., , Low cyclic fatigue strength assessment of cryciform welded joints. Journal of Constructional Steel Research 47(3): p. 223-224, 1998.
[12]Kanvinde, A.M., and Deierlein, G. G. Continuum based micro-models for ultra low cycle fatigue crack initiation in steel structures. in Structures Congress and Exposition, ASCE. Reston Va, 2005.
[13]Lee, K., and Bruneau, M, Energy Dissipation of Compression Members in Concentrically Braced Frames: Review of Experimental Data. ASCE Journal of Structural Engineering. 131(4): p. 552-559, 2005.
[14]Lehman, D.E. and C.W. Roeder, Herman D., Johnson S., and Kotulka B., Improved seismic performance of gusset plate connections. ASCE Journal of Structural Engineering 134:6: p. 890-901, 2008.
[15]Rabinovitch, J.a.C.J.J.R., Cyclic Behavior of Steel Gusset Plate Connections. Structural Engineering Report No. 191. Edmonton,Alberta : University of Alberta Department of Civil and Environmental Engineering, 1993.
[16]Yoo, J.-H., C.W. Roeder;, and D.E. Lehman, Analytical Performance Simulation of Special Concentrically Braced Frames. JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING © ASCE, 2008: p. 881-889, 2008.
[17]Yoo, J.H., Lehman, D. E. and Roeder C. W., Influence of connection design parameters on the seismic performance of braced frames. Journal of Constructional Steel Research. 64: p. 607-623, 2007

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار