Modares Civil Engineering journal
مهندسی عمران مدرس
MCEJ
Engineering & Technology
http://mcej.modares.ac.ir
1
admin
2476-6763
10.22034
fa
jalali
1392
9
1
gregorian
2013
12
1
13
5
online
1
fulltext
fa
ارزیابی مقاومسازی لرزهای قابهای فولادی مهاربندی شده بهکمک دیوارهای برشی فولادی
Evaluation of Seismic Strengthening of Steel Braced Frames using Steel Shear Walls
استفاده از دیوارهای برشی فولادی به دلیل مزایای فراوانی که نسبت به سایر سیستم‎های مقاوم در برابر زلزله دارند، قابل توجه است. از مزایای این سیستم می‎توان به شکل پذیری و جذب و استهلاک انرژی زیاد با وجود سختی بالا و اقتصادی بودن آن اشاره کرد. با عنایت به خطر لرزه‎خیزی بالا و نیاز به مقاوم سازی بسیاری از ساختمان‎ها در برابر زلزله، استفاده از این سیستم لرزه‎بر، مناسب و مقرون به صرفه به‎نظر می‎رسد. در تحقیق حاضر به بررسی مقاوم سازی قاب‎های فولادی مهاربندی شده همگرا با استفاده از دیوارهای برشی فولادی پرداخته شده است. تمرکز پژوهش بر روش‎هایی است که در آن‎ها مقاوم سازی تنها با اضافه کردن المان‎های دیوار برشی فولادی به قاب مهاربندی شده صورت می‎پذیرد. ابتدا تعدادی قاب فولادی مهاربندی شده ی غیرمقاوم به عنوان قاب‎های پایه انتخاب و مدل سازی شده اند. قاب‎های پایه با اضافه کردن پانل‎های فولادی به روش‎های مختلف، مقاوم سازی می شوند. سپس همه قاب‎های پایه و قاب‎های مقاوم سازی شده به صورت استاتیکی غیرخطی تحلیل می شوند. از مقایسه ی مدل‎هایی که در آن‎ها بهسازی لرزه‎ای به‎کمک تعویض سیستم لرزه‎بر از مهاربندهای فولادی همگرا به دیوارهای برشی فولادی صورت پذیرفته است، با سایر روش‎های مقاوم سازی مورد مطالعه، می‎توان به رفتار لرزه‎ای بهبودیافته ی قاب‎های بهسازی شده پی‎برد. مطالعه ی حاضر نشان می‎دهد در قاب‎های فولادی مهاربندی شده، با رعایت پاره‎ای نکات علمی، فنی و اجرایی، تعویض سیستم باربر جانبی از مهاربندهای فولادی همگرا به دیوار برشی فولادی نازک، می‎تواند به عنوان روشی مناسب برای مقاوم سازی و بهسازی طیف وسیعی از قاب‎های فولادی موجود، استفاده شود.
In recent years using steel plate shear wall system, because of its advantages in comparison with other earthquake resistant systems, has been a matter of attention. Some of its advantages relative to other systems include abundance advantage, high ductility, good hysteretic behavior and energy absorption capacity, high stiffness and economic advantages. Regarding that in Iran there is high seismicity risk and the need to strengthen old and unsafe urban textures and buildings, using this system as a lateral load resistant system seems appropriate and economical. In the present research strengthening of x-braced steel frames with steel plate shear walls is evaluated. Addition of bracing to unbraced frame spans, substituting braces with thin steel shear wall panels and adding thin steel shear wall panels to unbraced spans which do not have architectural requirements are considered as retrofitting strategies. The focus is on the methods in which retrofitting is only done by adding steel plate shear wall elements to braced frames. Some of these methods have many economic and practical advantages. Others are only proper for some special cases. In this study a number of x-braced steel frames designed by the first edition of Iranian code of practice for seismic resistant design of buildings (Iranian Standard No. 2800) are taken as basic frames which need to be retrofitted. These basic frames are retrofitted by adding steel panels with different methods. Then nonlinear static analysis (pushover analysis) with displacement control pattern has been done on both basic and retrofitted finite element frame models and the capacity curves (diagram of story displacements against base shear) of basic frames and retrofitted frames are compared. Considering the results of the pushover analysis of models in which seismic retrofitting is done by replacing x-bracing earthquake resistant system with steel plate shear walls and the results of other methods of strengthening, it is seen that seismic behavior of retrofitted frames is more desirable in terms of overstrength factor (Ω) and overall ductility of structure ( ). The failure and fracture mode in most of the medium-rise frames was ductile but in the short-rise frames the fracture was brittle. Thus, replacing the braces in short-rise structure with thin steel shear walls seems irrational and unjustified economically. But it is to be mentioned that strengthening and increasing the moment of inertia of the adjacent columns of steel shear wall panels in structures with brittle fracture mode could result the change from brittle to ductile fracture. The results of this research show that in the case of steel braced frames with regard to some scientific, technical and practical points; replacing concentric steel bracing earthquake resistant system by steel plate shear walls can be used as a suitable method for retrofitting a wide range of existing steel structures in Iran.
دیوار برشی فولادی,قابهای فولادی مهاربندی شدهی همگرا,تحلیل استاتیکی غیرخطی,بهسازی لرزهای
steel shear walls,eccentric braced frames,nonlinear static analysis,seismic resistant system,seismic rehabilitation
65
78
http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1000-8014&slc_lang=fa&sid=16
A.
Massumi
علی
معصومی
100319475328460050702
100319475328460050702
Yes
Kharazmi University
دانشگاه خوارزمی
M.
Shekari
مهدی
شکاری
100319475328460050701
100319475328460050701
No
Kharazmi University
دانشگاه خوارزمی
M.
Ahmadi
مصطفی
احمدی
100319475328460050700
100319475328460050700
No
Kharazmi University
دانشگاه خوارزمی