تحلیل پیشرفته قاب‌های مهاربند هم‌محور فولادی با رویکرد انرژی
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
آرمین پویا
1
(دانشجوی دکتری سازه، گروه مهندسی عمران، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران.)
محسن ایزدی نیا
2
(گروه مهندسی عمران - واحد نجف آباد - دانشگاه آزاد اسلامی - نجف آباد - ایران)
پرهام معمارزاده
3
(دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد)
کلید واژه: تحلیل پیشرفته, مکانیسم فروریزش, قاب‌های مهاربند همگرا, مدهای استهلاک انرژی,
چکیده مقاله :
تحلیل پیشرفته به روشی اطلاق می‌شود که در آن مقاومت و پایداری سیستم و اعضای سازه به صورت یکپارچه تعیین شده و لزومی به بررسی جداگانه ظرفیت اعضای سازه نیست. این روش، ابزار مناسبی برای ارزیابی رفتار واقعی سازه‌ها است و درک طراحان سازه از ویژگی‌های موثر بر رفتار سازه را افزایش می‌دهد. بدون شک یکی از پرکاربردترین سیستم‌های سازهای در صنعت ساختمان قاب‌های مهاربند همگرای فولادی (CBFs) است. فروریزش این نوع قاب‌ها اغلب با تشکیل طبقه نرم در یک یا چند طبقه و کمانش بیش از حد مهاربندها اتفاق می‌افتد. این پژوهش با استفاده از تحلیل غیرالاستیک مرتبه دوم یک درک مستقیم از مکانیسم فروریزش قاب‌های مهاربند همگرای فولادی 6 و 18 طبقه تحت اثر تحریک‌های لرزه‌اصلی پس‌لرزه ارایه می‌کند. در این مقاله مکانیسم فروریزش سازه به عنوان مرحله‌ای که در آن انرژی لرزه‌ای تحمیلی مستهلک نشده و در ادامه منجر به انرژی جنبشی کنترل نشده می‌شود، مورد ارزیابی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق بر نحوه توزیع و نقش مقادیر مختلف انرژی در المان‌های سازه و تفاوت مکانیسم‌های استهلاک انرژی در همه نقاط سازه است. در این تحقیق، مکانیسم فروریزش سازه برای 32 زوج ترکیب مختلف لرزه‌اصلی – پس‌لرزه در قالب فرآیند تحلیل دینامیکی فزاینده (IDAs) به تدریج مقیاس و شناسایی شده است. توزیع انرژی‌های ورودی و میرایی در طبقات مختلف نشان دهنده نقش طبقات فوقانی در کاهش انرژی تحمیلی است. علاوه بر این، شباهت نمودارهای تغییر مکان جانبی باقی‌مانده و انرژی‌های تحمیلی طبقه در ارتفاع به معنی سازگاری پاسخ تغییر مکان جانبی سازه با مدی است که دارای بیشترین سهم در میرایی انرژی است.
Advanced analysis refers to a method in which the strength and stability of the system and structural members are recognized in an integrated manner and there is no need to separately check the capacity of the structural members. This approach is a suitable method for evaluating the real behavior of structures and makes structural designers better understand the main characteristics affecting the actual behavior of structures. Undoubtedly, one of the most widely used structural systems in the construction industry is Concentrically braced frames (CBFs). Mainly, these kinds of frames collapse because of a soft story formation in one or more stories in which excessive brace buckling occurs. Using second order inelastic analysis, this study provides an intuitive understanding of the collapse mechanism of CBFs with 6 and 18 stories subjected to mainshock-aftershock sequences. Such understanding will support development of design methods that preclude low-capacity collapse modes specially under multi-shock excitations. This paper assesses the collapse mechanism as a stage in which the imposed seismic energy fails to dissipate and eventually leads to uncontrolled kinetic energy in structure. The investigation focuses on the role and distribution of the various energy measures and different dissipating mechanisms throughout the structures. Collapse mechanism is identified for various combinations of the utilized 32 mainshock-aftershock pairs that are gradually scaled following the incremental dynamic analysis (IDA) process. The distribution of input and dissipated energies along various stories reveals the role of upper stories in damping the imposed energy. Furthermore, the similarity between the height profile of the residual drifts and the story imposed energies highlights the characteristics of the structures in adapting their drift response to a mode with the highest energy absorption.
_||_