ملاحظات مربوط به تحلیل پوش آور ساختار دیوار برشی ورق فولاد چند طبقه ای
چکیده
اغلب از تجزیه و تحلیل پوش آور برای پیش بینی رفتار غیر خطی سیستم های سازه ای استفاده می شود. یک عامل مهم که به طور قابل ملاحظه ای بر نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل پوش آور تاثیر می گذارد، الگوی توزیع بارهای جانبی در طول ارتفاع سازه است. در این مقاله، پنج قاب SPSW چهار تا 13 طبقه ای بر اساس کد AISC-341 طراحی شده اند. سپس این قاب ها تحت دو بار بارگذاری جانبی طراحی شده توسط FEMA-356 مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. الگوی توزیع بار اول، متناسب با مود اصلی است که الگوی بارگذاری مثلثی نامیده می شود. الگوی دوم برابر توزیع یکنواخت نسبت به مجموع جرم هر طبقه است. نتایج نشان می دهد که الگوی بارگذاری یکنواخت ظرفیت سختی جانبی بالاتری و ظرفیت باربری نهایی قاب های SPSW را در مقایسه با آنچه که از الگوی بارگیری مثلثی حاصل می شود، فراهم می کند. اختلاف بین نتایج این دو الگو بارگیری با افزایش تعداد طبقه نیز افزایش می یابد.
1- مقدمه
در سه دهه گذشته، از پیکربندی دیوار برشی صفحه فولادی(SPSW) به طور گسترده به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بار در مناطق با لرزه خیزی بالا استفاده می شد. یک SPSW معمولی شامل صفحات فولادی متصل به تیرها است که به عنوان عناصر مرزی افقی (HBE) شناخته می شود هم چنین این صفحات به ستون ها نیز متصل شده که به عنوان عناصر مرزی عمودی (VBE) شناخته میشوند. همه اتصالات HBE-VBE مقاوم خمشی هستند. بسیاری از تحقیقات عددی برای مطالعه رفتار سیستم های SPSW از طریق چهار روش تجزیه و تحلیل موجود، انجام گرفته و مورد بررسی قرار گرفته اند. دو روش ازا ین روش ها خطی هستند که به روش استاتیک خطی (LSP) و روش دینامیکی خطی (LDP) شناخته می شوند و دو روش دیگر غیر خطی بوده که به روش استاتیک غیر خطی (NSP) و روش دینامیک غیرخطی (NDP) شناخته می شوند. روش های خطی مناسب زمانی می باشند که سطح غیر خطی مورد انتظار در آن کم است. در سیستم SPSW، غیر خطی بودن مواد قابل توجه است زیرا صفحات پرکننده (فولادی) به طور گسترده ای عمل می کنند. بنابراین، روش های غیر خطی ابزاری مناسب برای مطالعه رفتار لرزه ای چنین سیستمی است. روش دینامیکی غیر خطی که همچنین به عنوان تحلیل تاریخچه غیر خطی نیز شناخته شده است، دقیق ترین روش اما در عین حال روشی پیچیده، گران و وقت گیر است، به ویژه هنگامی که تعداد زیادی از عناصر درگیر نیز وجود داشته باشند. از سوی دیگر، روش استاتیک غیر خطی یا تحلیل پوش آور، یک روش راحت تر برای مهندسین سازه است و هم چنین روش مورد علاقه مهندسین نیز می باشد. تجزیه و تحلیل پوش آور غیر خطی برای هر دو هندسه و مواد غیر خطی موجود در ساختمان هایی که تحت بارهای لرزه ای قرار دارند، در نظر گرفته می شود. همچنین در این روش امکان ردیابی دنباله ای از تسلیم ها و شکست عضو و همچنین پیشرفت ظرفیت کلی سازه وجود دارد. از سوی دیگر، قبل از انجام دادن آزمایش یا تحلیل چرخه ای، از تجزیه و تحلیل پوش آور برای پیش بینی حداکثر مقاومت و تغییر شکل سازه به منظور ایجاد یک تاریخچه ای از بارگذاری مناسب، ارزیابی نیاز به ابزار دقیق، ایجاد دامنه ای از اندازه گیری ها بار و تغییر شکل و کاهش خطر رفتار غیر منتظره در طول آزمایش استفاده می شود[1].
Abstract
Pushover analysis is frequently utilized to predict nonlinear behavior of structural systems. One important factor, which considerably influences the results of pushover analysis, is the pattern of distribution of lateral loads along the height of structures. In this paper, five 4- to 13-story SPSW frames are designed according to the AISC-341 code. The frames are then analyzed under two lateral loading patterns recommended by FEMA-356. The first load distribution pattern is proportional to the shape of the fundamental mode, called the triangular loading pattern. The second pattern is a uniform distribution in proportion to the total mass of each story level. Results show that the uniform loading pattern provides higher lateral stiffness and ultimate load carrying capacity of SPSW frames in comparison to those obtained from the triangular loading pattern. The discrepancy between the results of the two loading patterns increases with the number of story levels.
1 Introduction
In the past three decades, the steel plate shear wall (SPSW) configuration has been widely used as a lateral load resisting system in the regions of high seismicity. A typical SPSW consists of infill steel plates connected to the beams, known as the horizontal boundary elements (HBE); and to the columns, as the vertical boundary elements (VBE). All HBE-VBE connections are of moment resisting type. Many numerical researches have been and are being carried out to study the behavior of SPSW systems via the four available methods of analysis. Two methods are linear, known as Linear Static Procedure (LSP) and Linear Dynamic Procedure (LDP); and two methods are nonlinear, known as Nonlinear Static Procedure (NSP) and Nonlinear Dynamic Procedure (NDP). The linear procedures are appropriate when the expected level of nonlinearity is low. In the SPSW system, the material nonlinearity is considerable as infill plates yield extensively. Therefore, nonlinear methods are proper tools to study the seismic behavior of such system. The nonlinear dynamic procedure, also known as the nonlinear time history analysis, is deemed to be the most accurate method; but it is complex, expensive and time consuming, especially when there are a large number of elements involved. On the other hand, the nonlinear static procedure, known as the pushover analysis, is a more convenient available method to the structural engineers; and is favored by practicing engineers. The nonlinear pushover analysis accounts for both geometric and material nonlinearities in buildings subjected to seismic loads. It also allows the tracing of the sequence of yielding and failure of members, as well as the progress of overall capacity of structures. On the other hand, prior to a cyclic test or analysis, pushover analyses are performed to predict the maximum strength and deformations of structures in order to develop a suitable loading history, evaluate the needs for instrumentation, establish the range of load and deformation measurements, and reduce the risk of unexpected behavior during experiments [1].
چکیده
1. مقدمه
2. الگوهای توزیع بار جانبی
3. روش مطالعه
3.1 مشخصات هندسی قاب ها
3.2 خواص مصالح و مواد
3.3 روش طراحی
3.4 مدلسازی المان محدود(fe)
4. بحث در مورد نتایج
4.1 ظرفیت باربری و سختی جانبی
4.2 توالی تسلیم
4.3 مودهای تغییر شکل
4.4 توزیع برش طبقه بین صفحات پرکننده و VBE ها
4.5 ضریب انعطاف پذیری
4.6 اصلاح واکنش و ضرایب مقاومت مازاد
4.7 نیروهای محوری در VBEs
5. نتیجه گیری ها
Abstract
1 Introduction
2 Lateral load distribution patterns
3 Method of study
3.1 Geometric specifications of frames
3.2 Material properties
3.3 Design procedure
3.4 FE modeling
4 Discussion of results
4.1 Load carrying capacity and lateral stiffness
4.2 Yielding sequence
4.3 Deformation modes
4.4 Distribution of story shear between infill plates and VBEs
4.5 Ductility factor
4.6 Response modification and overstrength factors
4.7 Axial forces in VBEs
5 Conclusions
- 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