22954

توسعه منحني هاي شكنندگي براي سيستم هاي قاب ستون پيوندي با درنظر گرفتن تغييرات ارتفاع سازه و طول پيوندها

كارشناسي ارشد

سازه

1398/11/29

دكتر وحيد بروجرديان

عمران

در مناطق لرزه خيز جهان طراحان سازه علاوه بر معيار امنيت جاني افراد هنگام وقوع زمين لرزه، توجه بسياري به ملاك قرار دادن سطوح عملكرد و اقتصاد طرح جهت طراحي لرزه‌اي سازه‌ها داشته‌اند. از اين رو در جهت تامين تمام اهداف فوق سيستم سازهاي قاب ستون پيوندي (LCF) در سال 2007 معرفي شد. در اين سيستم سازهاي قاب فولادي از دو بخش ستون‌هاي دوگانه‌ي متصل توسط تعدادي پيوند همراه با قاب خمشي ثانويه تشكيل شده است كه پيوندها در هنگام زلزله با شدت متوسط مانند فيوز عمل كرده تا ساير اعضاي باربر سازه سالم بمانند. همچنين باتوجه به قابليت تعويض اين پيوندها بعد از وقوع زمين لرزه با شدت متوسط، سازه به سرعت به سطح عملكرد سرويس دهي قابل بازگشت خواهد بود. در اين پايان‌نامه به بررسي عملكرد لرزه‌اي سيستم قاب ستون پيوندي با در نظر گرفتن طول‌هاي مختلف پيوند و ارتفاع‌هاي مختلف سازه پرداخته مي‌شود. بدين منظور 17 سازه 3 ، 6 و 9 طبقه با سيستم LCF توسط نرم افزار ETABS و مطابق آيين‌نامه‌هاي معتبر آمريكا طراحي گرديده و سپس قاب‌هاي LCF بصورت دو بعدي در نرم افزار OpenSees مدل سازي شده و تحت 14 ركورد زلزله شامل دور از گسل و نزديك به گسل مطابق 695 FEMA p مورد تحليل ديناميكي فزاينده (IDA) قرار گرفته است و در ادامه با استفاده از نتايج اين تحليل منحني‌هاي شكنندگي اين قاب‌ها در سطوح عملكرد IO ، LS و CP استخراج شده و مورد مقايسه قرار گرفته‌اند كه بررسي اين نمودارها نشان مي‌دهد كه در سازه‌هاي بلند مرتبه بزرگترين طول پيوند در محدوده عملكرد برشي كمترين احتمالات خرابي را دارد. در آخر 3 سازه 3 ، 6 و 9 طبقه با سيستم قاب خمشي ويژه مطابق مراحل فوق طراحي و مدل سازي شده و منحني‌هاي شكنندگي آن‌ها نيز با سازه‌هاي LCF مورد مقايسه قرار گرفت كه قاب ستون‌هاي پيوندي نتايج بهتري را از خود نشان دادند.

1399/10/18

Development of Fragility Curves for Linked Column Frame Systems by Considering Variations in Height of Structures and Link Length

2/18/2020 12:00:00 AM

In seismic regions of the world, the structural designers in addition to considering life safety, they also pay special attention to economic aspects of the design regarding to operation levels. So in order to meet all of the mentioned desired objects, the linked column frame system (LCF) was innovated by Dusicka [1] in 2007. In this system, the steel frame is made up of two main parts including dual columns which interconnected together with replaceable links and a secondary flexible moment frame. The links in LCF systems operate as a fuse which protect the other members of the system from damage following a moderate earthquake, they are also replaceable to return the building to occupancy operation level rapidly. In this thesis, seismic operation of LCF systems by considering variations in height of structure and length of links toward fragility estimation were studied. For this purpose, 17 specimens of 3-story, 6-story and 9-story LCF buildings were designed according to the authentic codes, then 2D linked column frames were modeled nonlinearly and analyzed using incremental dynamic analysis (IDA) under 14 ground motion records which consist of Far-Field and Near-Field ground motion according to FEMA P695. Next fragility curves of the sample frames were achieved using IDA data in IO, LS and CP operation levels. Comparison of the fragility curves shows that in the taller frames the longest links with shear operation have the least probability of failure. Finally, three samples of 3-story, 6-story and 9-story SMF structures were designed, modeled and then compared with LCF specimens toward fragility estimation and the conclusions show that LCF structures have better seismic behavior versus SMF structures.