رفتار لرزه ای قاب های فولادی مهاربندی شده فولادی متحدالمرکز
چکیده
بررسی‌های متعددی در خصوص موضوع اطمینان از ایمنی زلزله‌ای سازه‌های بتنی و فولادی تقویت شده با استفاده از قاب‌های مهاربندی شده فولادی صورت گرفته است اما در هیچ یک از مطالعات انجام شده، رفتار فردی قاب‌های مهاربندی شده فولادی تحت بار زمین‌لرزه و تقویت سازه‌های بتن مسلح با قاب‌های مهاربندی شده فولادی خارج صفحه‌ای مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پژوهش به منظور ارزیابی رفتار نوع «قاب‌های مهاربندی شده فولادی متحدالمرکز» تعریف شده در TEC-2007 تحت بارهای جانبی، تحلیل ابعادی قاب‌های مهاربندی شده فولادی متحدالمرکز طراحی شده با مقیاس‌ها و ابعاد مختلف به انجام رسیده است و نتایج حاصل براساس TEC-2007 کنترل شده و پس از انجام تحلیل رانشی استاتیک، رفتار و ظرفیت بار قاب‌های مهاربندی شده فولادی متحدالمرکز و زنجیره لولاهای اجزای سازنده قاب‌های مهاربندی شده فولادی متحدالمرکز مورد بررسی قرار گرفته‌اند. قاب‌های مهاربندی شده فولادی متحدالمرکزی که به صورت تحلیل مورد بررسی قرار گرفته‌اند از 2 طبقه و یک دهانه تشکیل شده و به صورت دو دسته با مقیاس‌های 2/1 و 3/1 تشکیل شده‌اند. در این پژوهش، قاب‌های مهاربندی شده فولادی متحدالمرکز ذکر شده در TEC-2007 طراحی شده‌اند که به طور کلی بر 7 گونه‌اند که عبارتند از: غیرمهاربندی شده، مهاربندی شده X، مهاربندی شده V، مهاربندی شده Λ، مهاربندی شده \، مهاربندی شده / و مهاربندی شده K. علاوه بر این، به منظور تایید صحت مطالعات تحلیل انجام شده، جزء ازمون قابل مهاربندی شده X فولادی متحدالمرکز با مقیاس 2/1 ساخته شده از پروفیل‌های مربعی و قاب بتن مسلح با مقیاس 3/1 با مقاومت در برابر زلزله ناکافی به صورت جداگانه تحت بارهای جانبی مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج آزمون با نتایج حاصل از مطالعات تحلیل مقایسه و تفسیر شده‌اند. نتایج مشابهی هم از مطالعات تجربی و هم از تحلیل‌های رانشی بدست آمده‌اند. با توجه به نتایج تحلیل رانشی، ظرفیت حمل بار قاب‌های بتنی مسلح با مقیاس 3/1 در مقایسه با گونه غیرمهاربندی شده تحت تقویت به میزان 701 برابر افزایش یافته است. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان می‌دهند که سازه‌های بتن مسلح دارای ظرفیت لرزه‌ای ناکافی را می‌توان به سرعت از طریق این روش و بدون تخلیه آنها تقویت نمود.
1. مقدمه
ظرفیت حمل بار جانبی، تقویت و سختی یک سازه را می‌توان از طریق دیوارهای برشی مورد استفاده در سیستم افزایش داد. این دیوارهای برشی را می‌توان یا با بتن مسلح (RC) یا «قاب‌های مهاربندی شده فولادی متحدالمرکز (CSBF)» نشان داده شده در (TEC2007) ساخت. قاب‌های مهاربندی شده فولادی، از قاب‌های مفصل لولایی یا مقاوم در برابر گشتاور ساخته شده و مهاربندی به صورت محوری یا خارج از مرکز به این قاب‌ها بسته شده است.
4. نتیجه‌گیری
مطالعات تجربی و تحلیل‌های رانشی، نتایج مشابهی را برای سیستم‌های مورد تحلیل در سراسر این پژوهش نشان داده‌اند. ظرفیت حمل بار قاب‌های RC فاقد مقاومت لرزه‌ای کافی با افزودن CSBFها به میزان چشمگیری افزوده شده است. نمونه‌های طراحی شده مطابق با TEC2007 در مقایسه با نمونه‌های طراحی شده ناسازگار TEC2007 (2007)، ظرفیت‌های حمل بار بالاتری را از خود به نمایش گذاشته‌اند. نمونه‌های دارای مقیاس‌های متفاوت (2/1 و 3/1)، رفتار مشابهی را از خود نشان داده‌اند. یکی از جالب‌توجه‌ترین یافته‌ای این پژوهش آن است که ساختارها را می‌توان با استفاده از روش پیشنهادی و بدون تخلیه کامل و یا تعطیلی نسبی تقویت نمود. برای ساختمان‌های تقویت شده با این روش، در درجه اول افزودن پی‌هایی خارج از ساختمان‌ها و اتصال محکم آنها به یکدیگر و هم چنین با سازه اصلی پیشنهاد شده است. همچنین تقویت ساختمان‌های RC با مهارهای Λ و X، نتایج بهتری را از لحاظ انعطاف‌پذیری، ظرفیت مصرف انرژی و ظرفیت حمل بار به ما داده‌اند. بنابراین استفاده از مهارهای Λ و X برای تقویت با CSBF توصیه شده است. در پرتو این نتایج، نتیجه گرفته شده است که قاب‌های RC ناکارآمد در مقابل زلزله را از طریق افزودن دیوارهای برشی مهاربندی شده فولادی متحدالمرکز خارجی را می‌توان با سرعت، به سادگی و مقرون به صرفه از لحاظ اقتصادی تقویت نمود. یکی دیگر از مزایای این روش آن است که سازه را می‌توان بدون تخریب گچ، نقاشی و سایر اجزای نازک‌کاری تقویت نمود.
Abstract
There are many studies in the literature conducted on the subject of ensuring earthquake safety of reinforced concrete and steel structures using steel braced frames, but no detailed study concerning individual behavior of steel braced frames under earthquake loads and strengthening of reinforced concrete structures with outof-plane steel braced frames has been encountered. In this study, in order to evaluate behaviors of “Concentrically Steel Braced Frames” types defined in TEC-2007 under lateral loads, dimensional analysis of Concentrically Steel Braced Frames designed with different scales and dimensions was conducted, the results were controlled according to TEC-2007, and after conducting static pushover analysis, behavior and load capacity of the Concentrically Steel Braced Frames and hinges sequence of the elements constituting the Concentrically Steel Braced Frames were tested. Concentrically Steel Braced Frames that were tested analytically consist of 2 storey and one bay, and are formed as two groups with the scales 1/2 and 1/3. In the study, Concentrically Steel Braced Frames described in TEC-2007 were designed, which are 7 types in total being non-braced, X-braced, V- braced, Λ- braced, \- braced, /- braced and K- braced. Furthermore, in order to verify accuracy of the analytic studies performed, the 1/2 scaled concentrically steel X-braced frame test element made up of box profiles and 1/3 scaled reinforced concrete frame with insufficient earthquake resistance were tested individually under lateral loads, and test results were compared with the results derived from analytic studies and interpreted. Similar results were obtained from both experimental studies and pushover analyses. According to pushover analysis results, load-carrying capacity of 1/3 scaled reinforced concrete frames increased up to 7,01 times as compared to the non-braced specimen upon strengthening. Results acquired from the study revealed that reinforced concrete buildings which have inadequate seismic capacity can be strengthened quickly, easily and economically by this method without evacuating them.
1. Introduction
The lateral load-carrying capacity, strength and stiffness of a building might be increased by shear walls used in the system. These shear walls may be either reinforced concrete (RC) or made of “Concentrically Steel Braced Frames (CSBF)” indicated in (TEC2007). Steel braced frames are systems constituting of hinged joint or moment resisting frames and braced bound to these frames as centric and eccentric.
4. Conclusions
Experimental studies and pushover analyses revealed similar results for the analyzed systems throughout this study. The load carrying capacity of RC frames with inadequate earthquake resistance were increased significantly by adding CSBFs. Specimens designed in accordance with TEC-2007 have more load-carrying capacities compared to those that are not designed conveniently with TEC-2007 (2007). The specimens having different scales (1/2 and 1/3) revealed similar behavior. One of the most significant findings of the study is that, structures can be strengthened by the suggested method, without complete evacuation and/or partial closure. For buildings to be strengthened via this technique, it is primarily suggested to add foundations outside of buildings, and connect them rigidly between each other and also with the main structure. Additionally, strengthening of RC buildings with Λ- braced and X braced gives better results in terms of ductility, energy consumption capacity and load-carrying capacity. Therefore, using Λbrace and X brace is recommended for strengthening with CSBF. In the light of these results, it was concluded that the seismically deficient RC frames can be strengthened by adding external concentric steel braced shear walls rapidly, easily and economically. Another advantage of this method is that, the structure can be strengthened without destroying the plasters, paintings and other finishings.
چکیده
1. مقدمه
2. مواد و روش‌ها
2. 1. تحلیل رانشی
2. 2. بررسی تجربی
2. 3. قاب بتن مسلح با مقیاس 3/1
2. 4. CSBF با مقیاس 2/1
3. نتایج و بحث
3. 1. 1/2 کوچک CSBF
3. 2. بررسی تجربی
4. نتیجه‌گیری
Abstract
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1 Pushover analysis
2.2 Experimental study
2.3 1/3 scaled reinforced concrete frame
2.4 1/2 scaled CSBF
3. Results and discussion
3.1 1/2 scaled CSBF
3.2 Experimental study
4. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه