پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله فصلنامه علوم و مهندسی زلزله 2476-6097 12 3 2025 09 23 Evaluation and Comparison of Plastic Performance of Steel Frames with ten Types of New Braces during Pushover Analysis ارزیابی و مقایسه عملکرد پلاستیک قاب‌های فولادی دارای ده نوع مهاربند نوین طی تحلیل‌های پوش‌اور 69 74 717484 10.48303/bese.2024.2028023.1159 FA مسعود مهدوی دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه سازه، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران 0009-0005-9385-7525 Journal Article 2024 05 03 In order to investigate the behavior of the structure during the earthquake and after it ends, the design engineers examine the performance criteria, including the nonlinear performance of parameters including force, deformation, and yielding mechanism of the structure. Structural design criteria include lateral forces and resistance of members, structural yielding mechanism, story displacement, and performance level that should be checked during structural design. In the plastic performance of the structure, the target relative displacement criteria and the yield mechanism are very important in investigating this performance zone. Among the very important factors in the nonlinear zone are plastic hinges, which investigated in the present study in 10 types of modern braces. For this purpose, a reliable and validated questionnaire was compiled using the opinions of experts in the field of structural engineering. This questionnaire has 6 criteria, the opinions of 70 university professors and PhD students were collected by it. In creating the hierarchical research tree, widely used models including goals and criteria were used. The initial criteria were determined with the help of library studies and the opinions of structural engineering experts. The 6 criteria include "Base shear force", "Pushover curve", "Story displacement and drift", "Bending and shear forces and Torsional anchor", "Plastic hinges" and "Modal periodic time and frequency". Using Cronbach's alpha formula for unlimited societies, the validity of the questionnaire was determined, which was determined as 0.9014. Therefore, questionnaires have high reliability in grades and questions. Then, the average scores collected from the statistical population were entered as primary data in the Expert Choice software. With the hierarchical analysis method in this software, the input data were weighted and finally prioritized. Then, 2D steel frames that have 10 steel braces including Diagonal, Gate, V, Inverted V, Knee, Rhombus, Eccentrically with lateral horizontal link beam, Zipper, Cross, Eccentrically with middle horizontal link beam were modeled by SAP2000 software. The performance of all bracing systems was compared with a steel moment frame (SMF). The steel structures have 4 and 8-story, all the structures were analyzed by nonlinear static analysis (pushover analysis). The results showed that the plastic hinge criterion with an impact factor of 0.424 is the most important parameter of the structure's performance in the plastic zone. Also, the eccentrically braced frame with the middle horizontal link beam (in the 4-story structure) had a total of 33 plastic hinges and the zipper brace (in the 8-story structure) had a total of 49 plastic hinges, which increased by 60.98% and 48.04%, respectively. The plastic hinges were compared to the average of the total braces. The use of each of the 10 mentioned braces in 4 and 8-story structures reduces displacement by 33.65% and 19.27%, respectively, compared to the SMF. طراحی مناسب سیستم مهاربندی سازه، توانایی جذب و اتلاف انرژی کل سازه را طی وقوع زلزله و طوفان‌های شدید افزایش می‌دهد. از جمله روش‌های کارآمد در کاهش نیروهای غیرخطی وارد بر سازه، تشکیل مفاصل پلاستیک در اعضای سیستم مهاربندی است. با ایجاد مفاصل پلاستیک در مهاربندها، بزرگی نیروهای وارده بر ستون‌ها و تیرهای سازه کاهش می‌یابد. لذا در پژوهش حاضر، در ابتدا با استفاده از پرسشنامهای با شش معیار، نظرات اساتید دانشگاه و دانشجویان مقطع دکتری سازه در مورد مهم‌ترین پارامترهای سنجش معیار پلاستیک سازه، گردآوری می‌شود. داده‌ها با روش تحلیل سلسله‌مراتبی با نرمافزار Expert Choice تحلیل و اولویت بندی می‌شوند. سپس، 10 سیستم مهاربندی فولادی شامل مهاربندهای مورب، دروازهای، هفتی، هشتی، زانویی، لوزی، واگرا با تیر پیوند افقی کناری، زیپر، ضربدری، واگرا با تیر پیوند افقی میانی و قاب خمشی فولادی با نرم‌افزار SAP2000 مدل‌سازی می‌شوند. سازه‌های فولادی در 4 و 8 طبقه مدل‌سازی می‌شوند. سازه‌ها طراحی و تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی با طیف طرح استاندارد 2800، آنالیز و مقایسه عملکردی می‌شوند. نتایج نشان داد که معیار مفصل پلاستیک با وزن آماری 0/424، به‌عنوان مهم‌ترین پارامتر سنجش عملکرد پلاستیک سازه است. در بخش بررسی عملکرد مفصل پلاستیک، نتایج نشان داد که مهاربند واگرا با تیر پیوند افقی میانی (در سازه ی 4 طبقه) و مهاربند زیپر (در سازه ی 8 طبقه)، بیشترین توانایی را در ایجاد مفاصل پلاستیک با سطوح عملکردی بالاتر دارند. استفاده از تمامی مهاربندهای مذکور در قاب فولادی، موجب افزایش تعداد و ارتقای سطح عملکرد مفاصل پلاستیک، در مقایسه با قاب خمشی فولادی می‌شود.

https://www.bese.ir/article_717484_aa4c5695ac3a3b29b43e2bf2e2b6e891.pdf