رفتار غير خطي قابهاي با سيستم مهاربند زانويي تحت تأثير زلزله

Nonlinear Analysis of Knee-braced Frames under Earthquake Loadings

سيستم جديد قاب با مهار بند زانويي (KBF) شامل قاب با مهار قطري است كه يك يا هر دو انتهاي عضو قطري به عضو زانويي متصل مي شود. سختي از طريق عضو قطري و شكل پذيري از طريق تسليم خمشي عضو زانويي تأمين مي شود. در اين مقاله، اثر پارامترهاي هندسي و مشخصات اعضابر سختي جانبي ارتجاعي قابهاي KBF بررسي شده و براي اولين بار، محدوده مناسب براي پارامترهاي هندسي كه در تأمين سختي لازم سيستم موثرند تعيين شده است. سپس رفتار لرزه اي يك نوع از قابهاي با مهاربند جديد زانويي (TKBF) و نقش پارامترهاي موثر بر رفتار ديناميكي غير خطي آن تحت تأثير زلزله هاي ناغان و السنترو بررسي و ارزيابي شده و با رفتار لرزهاي سيستمهاي هم محور CBF و برون محور EBF مشابه مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهد كه قابهاي TKBF از لحاظ كنترل تغيير مكان غير خطي جانبي و نحوه تشكيل مفاصل پلاستيك و نوع مكانيزم و تغيير مكان قائم تيرهاي كف، رفتار لرزه اي مناسبتري دارند و بنابراين سختي و شكل پذيري مناسبتري را به صورت توأم تأمين مي كنند.

The new knee-braced frames (KBF) consiss of a moment resisting frame and diagonal braces connected to short knee elements. The lateral stiffness is provided by the frame and braces while flexural yielding of the knee elements provides the ductility. In this paper, the effects of geometric parameters on lateral elastic stiffness of KBF frames are studied and the suitable limits for these parameters are determined for the first time. Then, nonlinear dynamic seismic behavior of one kind of KBF frames (TKBF) and the effects of important parameters under Naghan and Elcentro earthquakes are studied and evaluated. The seismic behavior of TKBF frames are compared with CBF and EBF frames. The results prove that suitably designed TKBF frames show better seismic behavior according to lateral nonlinear displacement, plastic hinge propagation, collapse mechanism, and vertical displacements of slabs, and, therefore, provide better stiffness and ductility requirements.