فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

ارزیابی رفتار لرزه ای سازه های کوتاه و میان مرتبه با در نظرگیری اثر اتصالات صلب، RBS و WUF-W در قاب های خمشی ویژه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
2 استادیار، گروه سازه و زلزله، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی و مدیریت ساخت، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
چکیده
پس از تجریه خسارات زلزله های 1994 نورثریج و 1995 کوبه، راهکارهای مختلفی برای مقاوم سازی اتصالات لرزه ای تیر به ستون قاب های خمشی به عنوان عاملی مهم در پایداری سازه ها مطرح گشت. در نظرگیری رفتار اتصالات در مدل های غیرخطی می تواند نقش مهمی در تعیین پاسخ سازه ها داشته باشد. بنابراین در این پژوهش، قاب های خمشی فولادی ویژه 5 و 10 طبقه با اتصالات با سطح مقطع کاهش یافته، اتصالات تقویت نشده جوشی و صلب بررسی شده اند. برای بررسی در مرحله اول سازه ها یه صورت سه بعدی و در نرم افزار ETABS20.3.0 مورد تحلیل استاتیکی غیرخطی قرار گرفتند. پارامترهای مختلفی نظیر دوران پلاستیک، تغییرمکان نسبی غیرخطی سازه ها و منحنی ظرفیت کنترل شدند. پس از آن یک قاب دو بعدی از هر سازه انتخاب شد و با استفاده از روابط چرخه ای غیرخطی در مفاصل پلاستیک و 11 رکورد زلزله در تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این بخش از نرم افزار OpenSees استفاده گشت. نتایج حاکی از آن است که اتصالات RBS می تواند منجر به بهبود سطح عملکرد مفاصل پلاستیک شود و منحنی صاف در تغییرمکان غیرخطی ایجاد کند. اگرچه عدم رعایت اصول طراحی لرزه ای نظیر تیرضعیف-ستون قوی می تواند منجر به تشدید پاسخ و عدم کارایی اتصالات گردد. نظر بر آنکه به کارگیری اتصالات RBS می تواند تا حدود دو برابر پاسخ را در سازه ای ثابت تشدید کند، بایستی توجه ویژه ای به کاربری اتصالات در هر سازه و رویکرد مدل سازی داشت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Afkhami, V. R., & Kamali, M. T. (2017). Nonlinear static analysis of steel frames with semi rigid beam to column connections using cruciform element. Journal of Structural and Construction Engineering4(4), 98-117. doi: 10.22065/jsce.2017.68957.101 (in Persian).
American Institute of Steel Construction, Inc. (2016). Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, ANSI/AISC Standard 341-16. Reston, IL: AISC.
American Institute of Steel Construction, Inc. (2016). Specification for Structural Steel Buildings, ANSI/AISC Standard 360-16. Chicago, IL: AISC.
American Institute of Steel Construction, Inc. (2016). Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications, ANSI/AISC Standard 358-16. Chicago, IL: AISC.
American Society of Civil Engineers, Inc. (2017). Minimum design loads, and associated criteria for buildings and other structures, ASCE/SEI Standard 7-16. Reston, Virginia: ASCE.
American Society of Civil Engineers, Inc. (2017). Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings, ASCE/SEI Standard 41-17. Reston, Virginia: ASCE.
Bruneau, M., Chi-Ming Uang, Sabelli, R. (2011). Ductile Design of Steel Structures (2 ed.): McGraw Hill.
Brunesi, E., Nascimbene, R., & Rassati, G. (2015). Seismic response of MRFs with partially-restrained bolted beam-to-column connections through FE analyses. Journal of Constructional Steel Research,    107, 37-49.
Gioncu, V., and Mazzolani, F. (2013). Seismic Design of Steel Structures. Boca Raton, FL: CRC Press.
Kim, T., & Kim, J. (2009). Collapse analysis of steel moment frames with various seismic connections. Journal of Constructional Steel Research, 65(6), 1316-1322.
Lignos, D., Hartloper, A. R., Elkady, A. M. A., Hamburger, R., & Deierlein, G. (2018). Revised ASCE-41 modeling recommendations for moment-resisting frame systems. Paper presented at the Proceedings of   the 11th US National Conference on Earthquake Engineering (11NCEE).
Lignos, D. G., Cravero, J., & Elkady, A. (2016). Experimental Investigation of the Hysteretic Behavior of Wide-Flange Steel Columns under High Axial Load and Lateral Drift Demands.
Lignos, D. G., & Krawinkler, H. (2011). Deterioration modeling of steel components in support of collapse prediction of steel moment frames under earthquake loading. Journal of Structural Engineering, 137(11), 1291-1302.
Naughton, D. T., Tsavdaridis, K. D., Maraveas, C., & Nicolaou, A. (2017). Pushover analysis of steel      seismic resistant Frames with reduced Web section and reduced Beam section connections. Frontiers in Built Environment, 3, 59.
NIST (2017). Guidelines for Nonlinear Structural Analysis for Design of Buildings: Part II a – Steel Moment Frames, GCR 17-917-46v2. Redwood, California, Applied Technology Council.
McKenna, F. (2011). OpenSees: a framework for earthquake engineering simulation. Computing in Science & Engineering, 13(4), 58-66.
Popov, E. P., Yang, T.-S., & Chang, S.-P. (1998). Design of steel MRF connections before and after 1994 Northridge earthquake. Engineering Structures, 20(12), 1030-1038.
Rezaee, B., Tehrani, P., & Behnam, B. (2024a). Evaluation of nonlinear drift in steel moment frames considering the effect of rigid, RBS, and WUF-W connections. Paper presented at the 9th International Conference on Seismology and Earthquake Engineering, Iran, Tehran (in Persian).
Rezaee, B., Tehrani, P., & Behnam, B. (2024b). Evaluation of the effect of modeling RBS, WUF-W, and rigid beam-to-column connections in the performance-based assessment of steel moment frames. Paper presented at the 9th International Conference on Seismology and Earthquake Engineering, Iran, Tehran, (in Persian).
Sofias, C., Kalfas, C., & Pachoumis, D. (2014). Experimental and FEM analysis of reduced beam section moment endplate connections under cyclic loading. Engineering Structures, 59, 320-329.
Tabar, A. M., Alonso-Rodriguez, A., & Tsavdaridis, K. D. (2022). Building retrofit with reduced web (RWS) and beam (RBS) section limited-ductility connections. Journal of Constructional Steel Research, 197, 107459.
Zare Aghblagh, M., & Ghandi, E. (2019). Nonlinear static analysis of steel moment-resisting frames considering beam-column connections effects based on performance. Paper presented at the 10th National Conference on Steel & Structure, Iran, Tehran (in Persian).
Zare Aghblagh, M., & Rahman Shokrgozar, H. (2020). An investigating into the effect of various modeling parameters on the behavior of special steel moment frames. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 52(1), 287-302. doi: 10.22060/ceej.2018.14671.5713 (in Persian).

  • تاریخ دریافت 06 تیر 1403
  • تاریخ بازنگری 0-727 فروردین 2
  • تاریخ پذیرش 19 تیر 1403