بررسي روند جذب انرژي و تشكيل چرخه هاي هيسترزيس در سيستم قاب محيطي مهار بندي شده برون محور با مهاربند در مقياس چند طبقه در سازه هاي بلند مرＯfont

Study the energy absorption and the formation of hysteresis loops in multi-story EBF braced-tube frames systems in tall building

در سازه هاي بلند نيروهاي جانبي ناشي از باد و زلزله، به دليل ارتفاع زياد سازه تأثير قابل توجهي بر عملكرد سيستم سازه اي مي گذارند. قاب محيطي مهاربندي شده از جمله سيستم هاي تركيبي است كه پاسخگوي نياز به سختي و مقاومت زياد بوده و كارايي سازه را در جهت افزايش ارتفاع بالا مي برد. اجراي اين سيستم سازه اي در ارتفاع بالا موجب شكل پذيري و جذب انرژي زياد در ستون هاي طبقات فوقاني مي گردد. به نظر مي رسد استفاده از مهاربند هاي EBF با ايجاد شكل پذيري بيشتر در تير و متمركز كردن تنش در تيرهاي پيوند، راه حل مناسبي براي رفع اين مشكل باشد، همچنين با اتصال دادن مهارها به تير طبقات نقش تيرها پررنگ تر خواهد شد. اما از آنجا كه مهاربند EBF در قاب خمشي كاربرد داشته و تاكنون در قاب محيطي مهاربندي شده و مقياس هاي مختلف مهاربندي در ساختمان هاي بلند آزمايش نشده، لذا مي بايست مورد بررسي قرار گيرد. همچنين بخشي از سطح زير منحني در ناحيه غيرخطي، كه بسته به رفتار مصالح مي تواند بخش وسيعي باشد شامل انرژي غيرقابل برگشت بوده، به نام انرژي هيسترزيس، كه با ايجاد تغيير شكل در مصالح، در آنها ذخيره مي گردد. بطور كل مساحت سطح چرخه، انرژي جذب شده در مصالح را نشان مي دهد كه اين انرژي صرف تغيير شكل آنها مي شود. هر چه اين چرخه گسترده تر باشد نشان دهنده ي بزرگتر بودن ناحيه ي شكل پذيري و ظرفيت بالاي مصالح در جذب و استهلاك انرژي است. در اين تحقيق با استفاده از نرم افزارهاي SAP2000 و PERFORM-3D و طي تحليل هاي ديناميكي تاريخچه زماني غيرخطي ميزان جذب انرژي، مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين تحقيق ابتدا سه سازه بلند در ترازهاي ارتفاعي ۲۰، ۲۵ و ۳۰ طبقه در مقياس مهاربندي2، 5 و10 با استفاده از نرم افزار SAP2000 مدلسازي و طراحي، و سپس يك قاب محيطي از هر سازه در نرم افزار PERFORM-3D تحت دو سيستم بدون اتصال مهارها به تير طبقات و داراي اتصال مدل گرديده است. مدل ها با شتاب نگاشت زلزله هاي كپه مندوسينو، وايتر و نورثريج تحت تحليل ديناميكي تاريخچه زماني قرار گرفته اند. مطابق اين تحقيق مدل هاي داراي اتصال، با افزايش شكل پذيري تيرها، ميزان انرژي جذب شده را در تيرها افزايش و در ستون ها كاهش داده است. همچنين با افزايش مقياس مهارها اتصال تيرها به مهارها افزايش پيدا مي كند، در نتيجه تيرهاي بيشتري در جذب انرژي مشاركت دارند. در مطالعه ي چرخه هاي هيسترزيس در تيرهاي داراي اتصال تيرها به مهاربند، افزايش سطح زير منحني هاي هيسترزيس مشهود است و در ستون ها و مهارها عكس اين مطلب ديده مي شود.

In high-rise structures lateral forces from wind, earthquakes, due to the high altitude constructions significant impact on their performance structural systems. Environmental frame braced including hybrid systems that meet the need for high strength and stiffness and structural efficiency in order to raise the height. The implementation of this system leads to high structural plasticity and high energy absorbing columns of the upper floors. But since the bending of the frame bracing EBF has already braced in the frame and scales bracing environment has not been tested in high-rise buildings, it must be examined. Also part of the area under the curve in nonlinear behavior, depending on the material behavior can be a large part of the energy is irreversible, called hysteretic energy, by creating a deformation of the material stored in them. The total area of ​​the cycle, the energy absorbed in the material suggests that this energy is used to deform them. The wider the cycle is indicative of larger areas of material ductility and high capacity absorption and dissipation of energy. In this study, using the software SAP2000 and PERFORM-3D and energy absorption during dynamic analysis, nonlinear time history, is studied. In this study, three constructs high levels of a height of 20, 25 and 30 floors in scale bracing 2, 5 and 10 using the software SAP2000 modeling and design, and then a frame area of ​​any structure in the application PERFORM-3D under the two systems without Mercury classes and has been connected to the harness connector model. Grab pile mapping models Mendocino earthquake, Vaytr and Northridge are under time history dynamic analysis. According to the study models with connectivity, with increased ductility of the specimens, the absorbed energy in beams and columns increases is reduced. With increasing scale inhibition of binding beams to restrain increases, resulting in more beams are involved in energy absorption.