21398

21398

ارزيابي عملكرد لرزه‌اي سازه‌هاي مجهز به سيستم مهاربند مركزگراي كمانش‌تاب

كارشناسي ارشد

سازه

97-98

1398/4/10

دكتر بروجرديان - دكتر قدرتي

عمران

امروزه عموم سيستم‌هاي باربر جانبي مانند سيستم‌هاي قاب خمشي از طريق ظرفيت غيرخطي اعضاي اصلي انرژي زلزله را مستهلك مي‌كنند. اين سيستم‌ها به دليل جابجايي‌هاي پسماند زياد باعث ايجاد آسيب‌هاي سازه‌اي و غير سازه‌اي بسياري مي‌شوند كه در مواردي لزوم تخريب سازه را ايجاد مي‌كنند. بنابراين گسترش سيستم‌هايي كه بتوانند علاوه بر جذب انرژي مناسب جابجايي پسماند سازه را كاهش دهند ضروري به نظر مي‌رسد. در اين پژوهش يكي از جديدترين سيستم‌هاي مركزگرا موسوم به مهاربند كمانش‌تاب مركزگرا با كابل پيش‌تنيده فولادي معرفي شد كه علاوه بر كاهش جابجايي پسماند، جذب انرژي مناسبي دارد. در تحقيق حاضر سه عامل مؤثر بر رفتار اين مهاربند شامل تنش تسليم هسته، نسبت تنش پيش‌تنيدگي به حد تسليم كابل و نسبت مساحت كابل به هسته (AStrand/ABRB) بررسي شده است. در اين تحقيق ابتدا حالت بهينه اين مهاربند با 62 مدل عددي تعيين شد و سپس اين مهاربند در سيستم قاب خمشي فولادي استفاده شد و حالت بهينه آن با 62 مدل ديگر تعيين شد. نتايج نشان داد كه در مهاربند تنهاي بهينه 91 درصد و در مهاربند بهينه استفاده‌شده در سيستم قاب خمشي 60 درصد كاهش جابجايي پسماند نسبت به استفاده از مهاربند كمانش‌تاب اتفاق مي‌افتد. همچنين مشخص شد كه هر چه نسبت AStrand/ABRB افزايش يابد در مهاربند تنها، خاصيت مركزگرايي بهبود مي‌يابد اما اين روند در سازه قاب خمشي نهايتاً تا نسبت 1AStrand/ABRB= ادامه پيدا مي‌كند و در اين حالت كمترين جابجايي پسماند را دارد. مدل‌سازي‌ها و روابط نشان دادند كه با افزايش نسبت پيش‌تنيدگي در هر دو حالت جابجايي پسماند كاهش مي‌يابد اما تأثير تنش تسليم هسته به نسبت AStrand/ABRB بستگي داشت.

1398/09/19

Evaluation of Seismic Performance of Structures Equipped with Self-Centering Buckling-Restrained Brece

6/30/2020 12:00:00 AM

Nowadays, most lateral resisting systems, such as moment-resisting frames dissipate earthquake energy by using the nonlinear capacity of members. These systems cause a lot of structural and non-structural damage due to their high residual displacements, which in some cases necessitate structural destruction. Therefore, the development of methods that can reduce the residual displacement of the structure in addition to absorbing the appropriate energy seems necessary. In this study, one of the newest self-centering systems called self-centering buckling restrained brace (SC-BRB) with prestressed steel cable is studied, which has proper energy absorption in addition to reduced residual displacement. In the present study, three factors affecting the behavior of this brace, including core yield stress (fy), fPrestressed-strand/fy-strand ratio, and cable/core area ratio (AStrand/ABRB), have been investigated. In this study, the optimum state of this brace was determined using 62 numerical models, and then this brace was used in a moment-resisting frame system and its optimal state was determined with 62 other models. The results showed that in optimum brace 91% and in optimum brace used in moment resisting frame system 60% reduction of residual displacement occurred compared to buckling restrained brace. It was also found that as the AStrand/ABRB ratio increases, in brace alone, the self-centering property improves, but for the buckling restrained brace used in moment resisting frame structure AStrand/ABRB=1 has the least residual displacement. Modeling and relationships showed that increasing the fPrestressed-strand/fy-strand ratio decreased residual displacement in both modes, but the effect of core yield stress was dependent on the AStrand/ABRB ratio.