عنوان پایان‌نامه
مطالعه رفتار قاب های مهاربندی شده واگرا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2219;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74203
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- ابراهیم یوسفیان
- استاد راهنما
- شاهرخ مالک
- چکیده
- در این پایان‌نامه ابتدا به مقایسه رفتار نمونه‌ای از قاب مهاربندی شده واگرا با قاب مجهز به سیستم میراگر TADAS پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان داده است که این دو سیستم از لحاظ رفتاری (سختی، مقاومت و میزان جذب و استهلاک انرژی) با یکدیگر قابل رقابت بوده‌اند. در ادامه و با توجه به کمتر بودن هزینه و زمان ساخت مهاربند واگرا نسبت به قاب مجهز به میراگر TADAS، این سیستم مورد بررسی دقیق‌تر قرار گرفته است. نتایج حاصل از این بررسی نشان می‌دهد که با افزایش طول تیر پیوند، از مقاومت و میزان جذب انرژی در قاب مهاربندی شده واگرا کاسته خواهد شد. قاب‌های مهاربندی شده واگرا به دلیل سختی و شکل‌پذیری مناسب و همچنین قابلیت ایجاد بازشو، یکی از سیستم‌های سازه‌ای درخور توجه می‌باشند. مشکل اصلی در این سیستم زمانی آغاز می‌شود که برای ایجاد بازشو تمایل داریم تیر پیوند بلندتری در اختیار داشته باشیم. با افزایش طول تیر پیوند، مکانیسم جذب انرژی در آن از برشی به خمشی تغییر می‌کند که همین امر باعث کاهش جذب انرژی به مقدار قابل توجهی خواهد شد. همچنین با این افزایش طول، سختی و مقاومت قاب نیز به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت. در این پایان‌نامه کوشش به عمل آمده است با ارائه یک ایده، میزان کاهش جذب انرژی و سختی در قاب‌های دارای تیر پیوند بلند به حداقل رسانده شود. برای نیل به این هدف با تقویت‌های خمشی و برشی لازم در تیر، ناحیه تسلیم تیر پیوند را به طول کوتاهی محدود کرده‌ایم که در این طول تسلیم، تیر پیوند دارای عملکرد برشی خواهد بود. برای بررسی این ایده پیشنهادی، 5 مدل اجزای محدود با 3 طول متفاوت تیر پیوند در نرم‌افزار آباکوس مدلسازی گردیده و تحت اعمال بارگذاری چرخه ای مطابق با پروتکل 2010 AISC تحلیل گردیده‌اند. نتایج حاصل از تحلیل‌ها نشان می‌دهد که با انجام این کار میزان جذب انرژی تیرهای پیوند بلند به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. به طوری که میزان جذب انرژی در مدل‌های تقویت شده تقریبا برابر با میزان جذب انرژی تیر پیوند برشی بوده است. همچنین با انجام این تقویت‌ها، سختی و مقاومت قاب‌های مورد نظر نیز به میران قابل ملاحظه‌ای افزایش داشته است.
- Abstract
- Based on previous full scale experimental works on complete eccentrically braced frames, under cyclic loading (Maalek et al., 2012), the energy absorption capacity of bracing panels incorporating short to long link beams have been investigated and compared. Considering a constant span length of the braced panel, the work includes a parametric study focusing on the effects of the change in the angle of inclination of the bracing member, resulting in the change in the length of the link beam, and consequently leading to different modes of behavior and energy dissipation capabilities. Detailed finite element models have been constructed and analysed after calibration with the test results. To achieve this, a combined isoparametric-kinematic material property has been employed. In the range of short, medium and long link beams, the manner in which the energy absorption capacity changes has been demonstrated and discussed. A change of the angle of inclination of the bracing member, that leads to a change in the length of the link beam, also results in a change in the axial force of the bracing members, if either lateral stiffness or lateral strength is to be preserved. This is also associated with a change in the length of the bracing member leading to a change in the slenderness ratio. Furthermore, the energy absorption capacity of two types of structural systems originally proposed to exhibit considerable energy absorption capacity has been compared. The systems under consideration are i) the Eccentrically Braced Frames with short link beams, and ii) braced frames composed of the TADAS energy dissipators. For this purpose, single story single span frames have been designed in both systems. In order that our comparison leads to meaningful consequences, three cases have been considered: a) the initial (linear) stiffness of both types or braced frames are taken to be equal in the first case. b) the ultimate lateral load resistance of both types of frames are taken as equal in the second case. c) the target displacements of both systems are taken in the third case as equal. Detailed finite element models of whole frames have been constructed for the nonlinear analysis. pushover analysis to investigate their monotonic behavior. In all cases, AISC (2005) loading protocol has been employed for the study of the hysteretic behavior of the systems. In has been shown that Eccentrically Braced Frames with short links can exhibit comparable energy dissipation compared with frames equipped with the so-called TADAS passive damping devices; while the EBFs are easier to fabricate and less costly. Finally, short to long link beams have been considered and long links have been strengthened along a part of their length on both sides to achieve a behaviour close to the short link performance. Good results have been observed by which a considerable freedom in architectural function can be achieved, while comparable ductility can be incorporation to such long links to perform as short links
