نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

مقایسه عملکرد لرزه‌ای قاب‌های با مهاربندی کمانش تاب و قاب‌های مجهز به فیوز تسلیم شونده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
به دلیل عملکرد نامطلوب قاب‌­های مهاربند همگرا در زلزله‌­های شدید، تاکنون راهکارهای مختلفی برای بهبود این سیستم باربر جانبی ارائه شده است که می­‌توان به استفاده از مهاربندهای کمانش‌­تاب  BRBبه جای بادبندهای معمولی و همچنین اضافه کردن فیوز   فولادی CSY به انتهای مهاربند، برای جذب انرژی وارده بر آن، اشاره کرد. از آن جا که فیوز CSY به تازگی معرفی گشته است بررسی  عملکرد لرزه‌­ای آن نیازمند تحقیقات بیشتری است. یکی از ابزارهای مهم جهت بررسی عملکرد لرزه‌­ای یک سیستم، استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی برای ایجاد منحنی‌­های شکنندگی سازه در سطوح عملکرد مختلف می­‌باشد. هدف از این مقاله بررسی منحنی شکنندگی قاب­‌های مجهز به مهاربند کمانش­تاب و قاب‌های دارای فیوز CSY است. برای این کار تعداد 10 قاب با تعداد طبقات مختلف با  مهاربند کمانش تاب و سیستم مهاربندی با فیوز با پیکربندی شورون معکوس مدل شده و پس از انجام تحلیل بارافزون و همین طور تحلیل دینامیکی افزایشی، ضرایب شکل‌پذیری و مقاومت افزون و هم چنین منحنی شکنندگی در دو سطح عملکرد خدمت رسانی بی وقفه و فروریزش سازه ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهد که شکل‌پذیری قاب‌های کمانش‌تاب اندکی بیشتر از قاب­‌های CSY بوده ولی اضافه مقاومت کمتری نسبت به آن دارد. هم چنین استفاده از فیوز موجب بهبود عملکرد سازه در سطح خدمت‌­رسانی بی‌­وقفه شده و از ایجاد طبقه نرم در سازه جلوگیری می‌کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Comparison of Seismic Performance of BRB Frames and Yielding Brace Systems

چکیده English

Concentrically braced frames are among economical lateral resisting systems. However, due to brace buckling in severe earthquakes, these systems present a poor ductility and do not show appropriate seismic performance. One approach is to use buckling restrained Braces instead of ordinary braces to preclude buckling in compressive load. These braces consist of a ductile steel core, confined by a steel sleeve or a combined of steel sleeve and concrete filler, that tolerates the entire axial load of the brace and provides flexural, and buckling resistance. Another approach that is introduced recently is to add a Cast Steel Yielding Connector to the end of the braces. In addition to replaceability, this connector can absorb almost all the seismic energy and prevent compressive buckling that ensures tensile yielding in braces. Therefore, the yielding bracing system presents a stable hysteresis behavior. Although these braces are successfully fabricated and investigated experimentally, their seismic performance requires further research. This research investigates seismic performance of BRB frames and Yielding brace systems. For this reason, two groups of BRB and YBS frames are designed including 3, 5, 7, 10 and 12 story frames with chevron bracing configuration. Static nonlinear (pushover) and incremental dynamic analyses are carried out. Nonlinear program “OpenSEES” is employed for analyses. Finally ductility and overstrength factor of frames are obtained. Also, seismic fragility curves of frames in immediate occupancy and global instability limit states are calculated and compared. According to the analysis results, BRB frames present higher ductility factor while YBS frames show larger values of overstrength factor. Also, yielding brace system promotes the seismic performance of the buildings in immediate occupancy (IO) limit state. Utilization of these frames also can prevent developing soft story effect in short to medium buildings.

کلیدواژه‌ها English

Buckling restrained braces
Structural fuses
IDA analysis
Fragility curves
Overstrength
Immediate occupancy

  • تاریخ دریافت 10 مرداد 1403
  • تاریخ اولین انتشار 10 مرداد 1403
  • تاریخ انتشار 01 مرداد 1393