25542

كاربرد فولاد دوگانه در سيستم تركيبي (قاب خمشي + ديوار برشي) قاب فولادي مبتني بر كنترل خرابي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران - زلزله

992

1400/8/11

دكتر غلامرضا قدرتي اميري

دكتر الهام رجبي

عمران

در اين مطالعه قصد بر آن است تا با استفاده از فولاد پرمقاومت و فولاد نرمه بتوان خسارت در اعضا را به‌گونه‌اي كه عملكرد لرزه‌اي آن‌ها را نيز تحت‌الشعاع قرار ندهد، محدود ساخت. به همين منظور در اين پژوهش يك ساختمان 20 طبقه داراي سيستم دوگانه قاب خمشي+ديوار برشي فولادي كه ‌به دليل موقعيتي كه نسبت به هم دارند مستلزم استفاده از تيرهاي كلكتور در اين ساختمان مي‌باشد، مورد بررسي قرار گرفته شده است. ساختمان موردنظر در سه حالت استفاده از فولاد نرمه (ST37) در كليه اعضا، استفاده از فولاد نرمه فقط در تيرهاي كلكتور و ساير اعضا از فولاد پرمقاومت (ST52) و در نهايت استفاده از فولاد نرمه در تيرهاي كلكتور و ديوارهاي برشي فولادي از فولاد نرمه و ساير اعضا از فولاد پرمقاومت استفاده مي‌شود. نمونه‌هاي موردنظر در نرم¬افزار SAP2000 v22.0.0 تحليل و طراحي شده‌اند و سپس مطابق با نشريه 360 تحت تحليل استاتيكي غيرخطي پوش‌آور (بارافزون) قرار گرفته¬اند. در ادامه به‌منظور تحليل دقيق‌تر، نمونه‌اي كه پاسخ مطلوب‌تري را از خود نشان داده است، در نرم‌افزار Abaqus v-20 مدل‌سازي شده و تحت تحليل استاتيكي خطي قرار گرفته است. از اين پژوهش مي‌توان نتيجه گرفت كه درست است كه تيرهاي كلكتور، در آن‌ها از فولاد نرمه استفاده شده، زودتر از ساير اعضا تسليم شده‌اند اما به نظر مي‌رسد استفاده از فولاد پرمقاومت در ساير اعضا اجازه نداده كه تيرهاي كلكتور به تنش گسيختگي برسند. به بيان ديگر مي‌توان عنوان نمود از يك سو استفاده از فولاد نرمه در تيرهاي كلكتور پديدار شدن خسارت در سازه را به خود معطوف كرده است و از سويي ديگر با توجه به اهميت اعضاي تير كلكتور در سازه كه وظيفه انتقال بار جانبي را به اعضاي باربر جانبي دارند، اعضاي با فولاد پرمقاومت در سازه به دليل مقاومت بالاي خود از گسيختگي تيرهاي كلكتور جلوگيري كرده كه اين امر بسيار حائز اهميت بوده و مسير انتقال نيروي جانبي را بين اعضاي باربر جانبي تا پايان باربري نگاه مي‌دارد. همچنين استفاده از تيرهاي كلكتور با مقطع كاهش يافته تشكيل مفاصل پلاستيك در اين اعضا را تضمين مي‌كند. ايده اين مطالعه از سيستم باربر جانبي قاب خمشي هيبريد و مهاربند برون محور حاصل شده است كه مقاومت، سختي و شكل پذيري بالايي را فراهم مي¬كنند. ضمناً عملكرد تيرهاي كلكتور در اين مطالعه از نقطه نظر مقاومت و سختي بالا مضاف بر شكل پذيري مناسب همتاي تير پيوند در سيستم باربر جانبي مهاربند برون محور مي¬باشد.

1400/08/30

Application of Dual Steel in Composite System (MRF +Shear Wall) Steel Frame Based on Damage Control

11/2/2022 12:00:00 AM

This study intends to use high-strength and mild steel to limit the structural damage of the members without disturbing the seismic performance of elements. For this purpose, a 20-storey building with a dual system of bending frame + steel shear wall has been investigated which collector beams are required due to their position relative to each other in this building. This building is modeled for three modes consist of (1) using mild steel (ST37) in all members, (2) using mild steel only in collector beams and other members of high-strength steel (ST52) and finally (3) using mild steel in collector beams, steel shear walls of mild steel and other members use high-strength steel. These samples were designed and analyzed in SAP2000 v22.0.0 software and then subjected to enveloping (increasing) nonlinear static analysis according to Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings. For more comprehensive review, the sample that showed a better response was modeled in Abaqus v-20 software and subjected to linear static analysis. From this study, it can be concluded that it is true that the collector beams, in which mild steel is used, have surrendered earlier than other members, but it seems that the use of high-strength steel in other members did not allow the collector beams to reach rupture stress. In other words, it can be said that the use of mild steel in the collector beams has caused damage in the structure and on the other hand, due to the importance of the collector beam members in the structure, the task of transferring lateral load to lateral load members due to their high strength, the members with high-strength steel in the structure have prevented the collector beams from breaking, which is very important and keeps the lateral force transmission path between the lateral load members until the end of the load. Also, the use of collector beams with reduced cross-section ensures the formation of plastic joints in these members. The idea of this study is derived from the lateral bearing system of hybrid bending frame and eccentric bracing, which provide high strength, stiffness and ductility. In addition, the performance of collector beams in this study in terms of high strength and stiffness in addition to the proper ductility of the link beam counterpart in the lateral bearing system of the off-axis bracing.

[فولاد پرمقاومت] , [تيرهاي كلكتور] , [كنترل خرابي] , [قاب خمشي فولادي دوگانه] , [تحليل پوش‌آور]

[High strength steel] , [Collector beams] , [Failure control] , [Double steel bending frame] , [Pushover analysis]