شكل K مطالعه عددي رفتار لرزه‌اي قاب‌هاي فولادي سرد نورد شده با مهاربند

A Numerical Study on Seismic Behavior of K-Braced Cold Formed Steel Frames

يكي از روش‌هاي نوين ساختمان­ سازي استفاده از فولاد سرد نورد شده به عنوان سيستم باربر سازه است. رفتار لرزه‌اي سازه‌هاي فولادي سرد نورد شده به ميزان قابل توجهي به مشخصات لرزه‌اي سيستم باربر جانبي وابسته است. مهاربند K شكل يكي از انواع تجاري مهاربندهاي ساخته شده از فولاد سرد نورد شده است. بخش عمده‌اي از سختي، مقاومت جانبي و شكل­پذيري اين سيستم به جنس، ضخامت و نحوه قرارگيري اين اعضا وابسته است. با اين وجود ساير اعضا و پارامترهاي مختلف نيز در نحوه انتقال نيروي جانبي از طبقات مختلف به فونداسيون و همچنين پارامترهاي لرزه‌اي اين مهاربند اثرگذار هستند. در اين مقاله با استفاده از نرم‌افزار اجزاء محدود ANSYS به بررسي تأثير بعضي از اين پارامترها از جمله ضخامت مقاطع، فاصله ستونچه‌ها و نسبت ابعادي مهاربند بر سختي جانبي، ظرفيت نهايي و ضريب رفتار لرزه‌اي پرداخته شده است. براي محاسبه ضريب رفتار لرزه‌اي از روش‌هاي ارائه شده توسط دستور العمل‌هاي FEMA استفاده شده است. پس از بررسي نتايج بدست آمده مشخص شد كه تغيير نسبت ابعادي بر ظرفيت نهايي و پارامترهاي لرزه‌اي مهاربند K شكل تأثيري ندارد و همچنين افزايش ضخامت مقاطع باعث تغيير نوع خرابي از كمانش اعضا به كمانش موضعي اعضا در محل اتصالات مي‌شود. تغييرات R برحسب تغيير ضخامت نيز روند مشخصي نداشته و محدوده‌اي بين 2/2 تا 4/3 را شامل شده است. از سوي ديگر افزايش فاصله ستون چه‌ها باعث افزايش ظرفيت مهاربندها شده ولي اين روند پس از چند مرحله افزايش، تغيير كرده و باعث كاهش ظرفيت نهايي گرديده است.

The use of cold-formed steel (CFS) members as the main framing elements in a structure is becoming more accepted in the housing industry, especially in low rise residential buildings, due to its unique advantages such as being cost-effective, light-weight and very easy to work with. One of commercially utilized types of lateral resistant systems for CFS structures is the K-braced system. Despite the research performed on this kind of bracing system, still there are many parameters that their influences on the lateral performances of the walls under static and dynamic loading have not been studied. Hence, more research work is required in order to clarify the many different aspects of the seismic performance of K-braced CFS shear walls, including rational estimation of the response modification factor, R, as well as the achievable ductility and strength.