فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

تأثیر مهاربندهای همگرا بر استحکام قاب‌های فولادی در خرابی پیش‌رونده

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص)، بهبهان، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص)، بهبهان، ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران - سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء (ص)، بهبهان، ایران
چکیده
امروزه خطرات زیادی سازه‌های ساختمانی را تهدید می‌کند. بسیاری از بارگذاری‌های غیرعادی در طراحی سازه‌ها در نظر گرفته نمی‌شود. حذف ناگهانی ستون می‌تواند در اثر اشتباهات ناشی از ساخت، انفجار، ضربه و یا هر علت غیرعادی دیگری در سازه رخ دهد. در سازه‌های فولادی، قاب‌های فولادی به‌عنوان یکی از اجزای اصلی سازه، نقش مهمی در ایمنی و دوام سازه‌ها دارند. بااین‌حال، خرابی پیش‌رونده در قاب‌های فولادی، به دلیل تغییر شکل خودسرانه، مشکلاتی را برای سازه‌ها ایجاد می‌کند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تأثیر استفاده از مهاربندهای همگرا در افزایش دوام و ایمنی سازه‌های فولادی در برابر خرابی پیش‌رونده است. در این تحقیق، از نرم‌افزارSAP2000 و تحلیل غیرخطی با لحاظ اثرات تغییر شکل‌های هندسی غیرخطی، جهت مدل‌سازی و بررسی رفتار اتصالات در انجام تحلیل‌های عددی بهره گرفته شده است. با بررسی در سازه‌های 3، 8 و 12 طبقه با و بدون حذف ستون مشخص شده که با سه نوع مهاربند ضربدری، هفتی و هشتی مدل‌سازی گردید. نتایج نشان داد در مدل سازه 3 طبقه با مهاربند ضربدری به میزان 63 درصد کاهش جابه‌جایی نسبت به مدل بدون مهاربند و بدون خرابی پیش‌رونده داشت. همچنین در مدل سازه 8 طبقه با مهاربند ضربدری به میزان 38 درصد کاهش جابه‌جایی نسبت به مدل بدون مهاربند و بدون خرابی پیش‌رونده داشت و به‌طورکلی مدل سازه 12 طبقه با مهاربند ضربدری به میزان 23 درصد کاهش جابه‌جایی نسبت به مدل بدون مهاربند و بدون خرابی پیش‌رونده داشت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Alavi, S. (2022). SAP practical training book with practical projects. Noavar Publications (in Persian).
Alizadeh, S., & Dashti, H. (2023). Effect of soil on the seismic response of concrete structures with metal  cross bracing. Journal of Structural and Construction Engineering, 10(1), 160-180. (In Persian)
Ashrafi, H., & Hassanzadeh, S. (2018). Investigation of progressive failure in reinforced concrete frames by considering rigid end areas and different types of column removal scenarios. Structural and Construction Engineering Journal, 5(3), 66-84 (in Persian).
Bagheri Pourasil, M., Shadmand, M., & Shoja, I. (2013). Investigation of the vulnerability of steel buildings against progressive deterioration according to GSA regulations. National Conference of Applied Civil Engineering and New Achievements, Karaj (in Persian).
Bagler, A., & Parori, A. (2017). Performance evaluation and seismic comparison of steel bending frames with a dual system with convergent and divergent braces with the possibility of rocking movement. Structural Analysis - Earthquake, 15(2), 29-38 (in Persian).
Bahmanpour, M., & Ghanbari, A. (2016). Investigation of the performance of various types of truss systems considering the progressive damage on the behavior of the structure. National Conference of Engineering Sciences, Tehran (in Persian).
Chen, J., & Li, B. (2021). Influence of convergence brace configuration on progressive collapse resistance of steel frames. Journal of Structural Engineering, 147(1), 211-223.
Dashti Nasser Abadi, H., & Badiei Fard, S. (2015). Investigation of the performance of reinforced concrete buildings designed based on valid regulations and seismic requirements to deal with progressive failure under the effect of earthquake load. National Conference on Technology and Technology in Civil Engineering, Architecture, Electricity and Mechanics, Gorgan (in Persian).
 
Derakhshan Nezhad, A., Mirzaei Aliabadi, M., & Derakhshan Nezhad, A. (2023). Investigating the effect of different types of frames in a 15-story steel structure. 14th National Congress of Civil Engineering, Zanjan (in Persian).
Ebrahimi, M., & Rahgoz, R. (2021). Comparison of maximum drift due to crack growth in chevron and   non-buckling braces with short length. 7th Annual International Congress on Civil Engineering, Architecture and Urban Development, Tehran (in Persian).
Eskandari, M., Pari Rou, P., & Omidi, S. (2023). Investigating the vibration performance of concrete structures with torsional irregularity under progressive failure using the incremental dynamic analysis method. 5th International Conference and 6th National Conference on Civil Engineering, Architecture, Tehran. (in Persian).
Halaji Khosrowshah, A., & Yasharbinia, Y. (2015). Investigating progressive failure in bending frame and steel bracing system. Structural Analysis - Earthquake, 13(4), 29-38 (in Persian).
Houshmand Ayini, A., & Abdulahi, Z. (2021). Numerical investigation of the seismic performance of rotational friction dampers in steel frames with 8-shaped chevron braces. 8th International Conference on Modern Researches in Civil Engineering, Architecture, Urban Management and Environment, Tehran (in Persian).
Jiang, J., Li, G.-Q., & Usmani, A. (2015). Effect of bracing systems on fire-induced progressive collapse of steel structures using OpenSees. Fire Technology, 51, 1249-1273.
Kai, Q., Lan, X., Li, Z., & Fu, F. (2021). Effects of   steel braces on robustness of steel frames against progressive collapse. Journal of Structural Engineering, 147(11), 45-66.
Mahmoudi, Z., & Habshizadeh, M. (2022). Investigating the seismic performance of steel bending frames reinforced with knee brace and irregular in   plan. Second International Conference on Architecture, Civil Engineering, Urban Planning, Environment and Horizons of Islamic Art in Declaration of the Second Step of the Revolution, Tabriz (in Persian).
Mehbod, M., & Seifi, M. (2016). Innovation in the design of beam-to-column connection with resistance to earthquake and heat. 5th International Congress on Civil Engineering, Architecture and Urban Development, Tehran (in Persian).
Mirzaei Aliabadi, M., & Derakhshan Nezhad, A. (2022). Comparison of seismic performance of three types of steel structures with viscous damper, converging brace and bending frame. 8th International Conference on Civil, Structural and Earthquake Engineering, Tehran (in Persian).
Moradi, M., & Tawakoli, H. (2021). Seismic sensitivity evaluation of steel frames with convergent bracing to random variables. Amirkabir Civil Engineering Journal, 53(6), 2371-2388 (in Persian).
Moradkhani, M., Riahi Nouri, A., & Mohammadi, M. (2019). Investigating progressive damage in high-rise steel buildings with a dual system of special bending frame and non-buckling brace. Earthquake Science and Engineering, 7(3), 151-168 (in Persian).
Mortazavi, M., Esmailabadi, R., & Fayouz, A. (2022). New method of analysis of complex trusses and simple frames with converging bracing. Civil and Project Monthly, 5(2), 23-41 (in Persian).
Naji, A., & Khodaverdi Zadeh, M. (2019). Progressive collapse analysis of steel braced frames. Practice Periodical on Structural Design and Construction, 24(2), 7-19.
Naveed, I., & Maleki, A. (2022). Geometric effect of connecting beam in the progressive failure of ten-story steel frames with off-axis bracing. 5th International Conference and 6th National Conference on Civil Engineering, Tehran (in Persian).
Ozcelik, Y., Saritas, A., & Clayton, P. M. (2016). Comparison of chevron and suspended-zipper braced steel frames. Journal of Constructional Steel Research, 119, 169-175.
Porsardar, H., Yazdinia, M., & Rahnoord, R. (2014). Review of design code approaches and methods   against progressive deterioration. International Conference on New Achievements in Civil Engineering, Architecture, Environment and Urban Management, Tehran (in Persian).
Pour Mohammadhadi, A., & Laden, J. (2016). The effect of reducing the cross-section of braces on the overload diagram of steel frames with converging braces. Structure and Steel, 14(21), 5-13 (in Persian).
Qalichkhani, A., & Adib Ramezani, M. (2019). Seismic behavior of end connection plates in steel frames      with convergent bracing. Structural and Construction Engineering, 7(30), 132-145. (In Persian)
Raisi Dehkordi, M., Alizadeh Esfiukhi, M., & Iqbali, M. (2015). Evaluation of the application of converging, diverging and buckling steel braces in the seismic improvement of steel bending frames. Modeling in Engineering, 14(47), 95-114 (in Persian).
Shahidzadeh, M., Shahlonjad, I., & Derakhshan Nezhad, A. (2022). Comparison of the behavior of   steel frames under the effect of explosion. Journal of Steel & Structure, 17(41), 26-39 (in Persian).
Tsai, M. (2012). A performance-based design approach for retrofitting regular building frames with steel braces against sudden column loss. Journal of Constructional Steel Research, 77, 1-11.

  • تاریخ دریافت 17 مرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 07 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش 13 آبان 1403