22471

مقايسه عملكرد لرزه‌اي سازه‌هاي صنعتي سوله در دو حالت داراي ديوار پيراموني سنگين و سبك

كارشناسي ارشد

سازه

1399/3/10

دكتر محسنعلي شايانفر

عمران

سوله¬ها نوعي سازه صنعتي فولادي سبكاند كه به دليل وزن كم و دهانه‌هاي بزرگ براي مصارف صنعتي، ورزشگاهها، مراكز تجمع و ... مورد استفاده قرار مي‌گيرند، در هنگام بروز زلزله، تخريب در اجزاي سازه‌اي و غير سازه‌اي آنها هزينه‌هاي مالي و جاني زيادي دارد. اين سازه¬¬ها غالباً با دو نوع ديوار پيراموني سبك و منعطف (ساندويچ پنل) يا سنگين و غير منعطف (آجري) ساخته مي‌شوند. هدف از اين پژوهش مقايسه وزن و عملكرد لرزه‌اي اين نوع سازه با اين دو نوع ديوار متفاوت با فرضيات و ابعاد مشابه است. در اين پژوهش از روش تحليل نرم‌افزاري و مدل‌سازي كامپيوتري بهره گرفته شده است و روند آن مبتني بر بررسي 18 نمونه سازه سوله در جهت قاب خمشي (جهت عرض سوله) است كه، بر اساس چهار متغير مستقل: دهانه، ارتفاع، جنس ديوار و شرايط بارگذاري محل احداث و همچنين، متغير‌هاي وابسته: رفتار خطي و غيرخطي سازه مورد بررسي قرار گرفته‌اند. نتايج حاصل از اين تحقيق: در سوله¬هاي با ديوار آجري، حتي با افزايش قابل توجه وزن واحد سطح سازه، دريفت ناشي از بار زلزله قابل كنترل نيست. گره پلاستيك تعيين كننده براي سولهها، حاصل از تركيب بار محوري و خمش (PM3)، در انتهاي رفتر سمت تحت فشار و نزديك اتصال رفتر به ستون مي‌باشد. گره برشي (V2) براي سوله‌ها تعيين كننده نيست. تمام سوله‌هاي بررسي شده حتي در سطح خطر 2 در حالت الاستيك باقي مي‌مانند. تفاوت بسيار چشمگيري بين تغيير مكان هدف و تغيير مكان نظير اولين گره پلاستيك سوله وجود دارد. در مورد تأثيرات افزايش ارتفاع و دهانه سوله‌ها بر منحني بار افزون نمي‌توان قاعده مشخصي بيان نمود. سازه سوله داراي شكل‌پذيري كمي است. پريود سازه حاصل از تحليل طيفي و پريود سازه محاسبه شده با ضوابط آيين‌نامه 2800، تفاوت بسيار دارد. ميزان تأثير پديده P-∆ در مورد سوله ناچيز مي‌باشد. ضريب مشاركت مود اول ارتعاش در سوله حدود 1 است. منحني ظرفيت سوله‌ها بر مبناي ATC40 طيف زمين لرزه با سطح خطر 2 را در ناحيه‌ي الاستيك قطع مي‌كنند.

1399/06/25

Comparison of seismic behavior of industrial buildings (Soule structure) with brick walls and sandwich panel walls

5/30/2020 12:00:00 AM

Soule structure is a type of steel structure which can provide wide open spans with a reasonable structure weight. This type of structure is very popular for Industrial purposes, Sport stadiums, gathering centers etc…. seismic damages may cause major financial and life costs. These structures are usually walled by either light flexible sandwich panel or heavy, non flexible bric walls. The purpose of this study is to compare the weight and seismic performance of this type of structure with these two different types of walls with similar assumptions and dimensions. In this research, software analysis and computer modeling method has been used. Research process is based on the study of moment resistant frame of 18 Soule structures. Four independent variables, span, height, wall material and loading criteria (imposed by construction site) and the dependent variables of linear and nonlinear behavior of the structure have been investigated. Results of this study: Regarding the Soule structures with brick walls, even with a large increase in unit weight of the structure (weight per square meter), the drift caused by the earthquake load cannot be controlled. Most important plastic hinges for Soule structures are (PM3), performed by combination of axial load and bending moment, at the end of pressured rafter elements, which takes shape close to the column connection. Sheer hinges (V2) are not important in Soule structures, for no shear hinge has taken shape in studied Soule structures. There is a very significant difference between target displacement and the displacement that leads to the first plastic hinge of the Soule structures. No clear rules can be defined to explain the effects of increasing the height of column or width of span of Soule structures on its push over demand curve. Soule structures have very low ductility. The structural period resulting from spectral analysis and the structural period calculated using the Iranian code of practice for seismic resistant design of buildings (2800) differ a lot. P-∆ effect for Soule structures is negligible. The participation coefficient of the first vibration mode in for Soule structure is about 1. Based on the ATC40 Soule structures remain even during the earthquakes with return period of 2475 years.