اثرات مودهای بالاتر و درجات آزادی بر نیاز انرژی در سازه‌های بتن‌آرمه با دیوار برشی فولادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدرس دانشگاه فنی و حرفه ای، دانشکده امام محمد باقر (ع)

2 عضو هیات علمی دانشگاه سمنان

چکیده

لازم است جهت طراحی بهینه قاب‌های خمشی بتن‌آرمه با دیوار برشی فولادی به ارائه معیارهای طراحی لرزه‌ای سیستم‌های سازه‌ای به‌طور مناسب پرداخته شود. محققین برای اندازه‌گیری و کمینه‌سازی خسارت‌های تجمعی به سازه‌ها از نیازهای انرژی به‌عنوان ابزاری مهم و کارآمد استفاده نموده که این نیازهای انرژی به‌شدت و زمان تداوم زلزله وابسته است. لذا در این پژوهش تلاش می‌شود تا با بررسی ویژگی‌های پاسخ انرژی حاصل از تحلیل سیستم‌های یک درجه آزادی معادل در برابر شتاب‌نگاشت‌های نزدیک گسل پالس گونه به تخمین انواع بیشینه انرژی و رابطه آن با سیستم چند درجه آزادی برای سه سازه بتن‌آرمه با دیوار برشی فولادی کوتاه، میان و بلندمرتبه تحت ضرایب شکل‌پذیری 1، 2، 3، 4 و 5 با مد‌ل‌سازی در نرم‌افزار OpenSees پرداخته شود. از طرفی کلیه مدل‌ها به‌صورت یک سازه یک درجه آزادی مد‌ل‌سازی شده‌اند. با توجه به اینکه در سال‌های اخیر دیوارهای برشی فولادی در قاب‌های بتن‌آرمه مورد استقبال مهندسان قرارگرفته و درزمینه‌ی نیاز انرژی با رویکرد تقاضای شکل‌پذیری در سازه‌های بتنی همراه با دیوار برشی فولادی کار تحقیقاتی مبسوطی صورت نگرفته است، لذا اهمیت مطالعه در این زمینه بیش‌ازپیش تبیین می‌نماید. نتایج بررسی تغییرات نسبت انرژی چرخه‌ای به‌کل انرژی تلف‌شده در سازه‌ها نشان می‌دهد که در سیستم چند درجه آزادی مستقل از دوره تناوب بوده به قسمی که اثر مودهای بالاتر چندان بر آن قابل‌توجه نیست. همچنین با افزایش ضریب شکل‌پذیری این نسبت برای سیستم چند درجه آزادی به نتایج سیستم یک درجه آزادی نزدیک‌تر شده و به تعبیری افزایش ضریب شکل‌پذیری منجر به کاهش اثرات مودهای بالاتر می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of higher modes and degrees of freedom on energy requirement in reinforced concrete structures with steel shear wall

نویسندگان [English]

  • Seyed Reza Salimbahrami 1
  • majid gholhaki 2
1 Lecturer, Technical and Vocational University, College of Imam Muhammad Baqir (AS)
2 teacher
چکیده [English]

It is necessary to provide seismic design criteria for structural systems in order to optimally design bending reinforced concrete frames with steel shear wall. Researchers have used energy requirements as one of the most important and efficient tools to measure and minimize cumulative damage to structures, which depend strongly on the time and duration of the earthquake. Therefore, this study attempts to investigate the energy response properties of an equivalent single degree of freedom versus near pulse species acceleration accelerometers to estimate the maximum energy types and its relation to a multi degree of freedom for three reinforced concrete structures with steel shear walls, low-rise, mid-rise and high-rise under ductile coefficients of 1, 2, 3, 4 and 5. The results of the study of the changes in the ratio of cyclic energy to total energy wasted in the structures show that in the multi-degree system the period is independent of the periodicity to the extent that the effect of higher modes is negligible. Also, by increasing the ductility coefficient, this ratio for the multi-degree system is closer to the results of the one-degree system and, in a sense, increasing the ductility coefficient results in a decrease in the effects of higher modes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy
  • steel shear wall
  • Reinforced Concrete Structure
  • Higher Modes
  • One Degree Freedom Structure