بررسي رفتار لرزه اي اتصالات مهاربندي بر اساس فاصله آزاد

Evaluation the behavior of seismic bracing connections based on clearance

امروزه يكي از سيستم‌هاي متداول براي مقابله با نيروهاي جانبي (زلزله و باد) استفاده از سيستم قاب‌هاي مهاربندي ويژه (SCBF) مي‌باشد. كمانش خارج از صفحه مهاربند در فشار باعث تغيير شكل‌هاي غير الاستيك زيادي در ورق اتصال (گاست پليت) مي‌گردد. آيين نامه‌هاي لرزه‌اي موجود به منظور تأمين ظرفيت تغيير شكل‌هاي غير الاستيك در ورق‌هاي اتصال، پيشنهاد به رعايت فاصله آزاد خطي داده‌اند. اخيراً تحقيقاتي به منظور بهبود رفتار لرزه‌اي اتصالات قاب‌هاي مهاربندي انجام شده است كه نشان مي‌دهد، استفاده از يك الگوي فاصله‌ آزاد بيضوي شكل نتايج بهتري نسبت به الگوي فاصله آزاد خطي دارد. در تحقيق حاضر با استفاده از روش اجزا محدود، يك قاب يك دهانه و يك طبقه تحت بار چرخه‌اي و با در نظر گرفتن اثرات غير خطي مادي و هندسي مدل‌سازي و صحت‌سنجي شده است. پارامتر‌هاي مورد بررسي شامل تأثير الگوي فاصله آزاد (خطي، بيضوي و عدم رعايت فاصله آزاد) در زواياي مختلف و فاصله آزاد در الگوي بيضوي شكل مي‌باشد. نتايج حاصل از بررسي منحني هيسترزيس نمونه‌ها، مقامت فشاري و كششي و همچنين تنش و كرنش به وجود آمده در مدل‌ها نشان داد كه تأثير فاصله آزاد در مقاومت قاب مهاربندي شده چندان زياد نبوده و بين 2/86 درصد تا 13/5 متغير مي‌باشد. شكل‌پذيري اتصال نيز در حالت عدم رعايت فاصله آزاد در زواياي 30 تا 60 درجه، موجب كاهش 30 تا 60 درصدي آن نسبت به فاصله آزاد بيضوي‌گون مي‌شود. همچنين در حالت استفاده از منحني آزاد بيضي‌گون فاصله 8 برابر ضخامت ورق بعنوان فاصله بهينه بدست آمده است.

Today one of the most common systems for resisting lateral forces (wind and earthquake) is special concentrically braced frames (SCBF). Out of plane buckling in compression causes large inelastic flexural deformations in gusset plate. In order to supply the capacity of inelastic deformations in gusset plate, current design practice recommends a “2t” linear geometric offset to be used. Recent research has been done to improve the seismic behavior of connections for braced frames shown that the use of a clearance by elliptical pattern has better results than linear pattern clearance. In this paper using the finite element method, a one-story frame under cyclic loads and considering the nonlinear effects of material and geometric has been modeled and verified. The parameters that considered are effect of clearance (linear, elliptical and lack of clearance) at different angles and clearance in an elliptical pattern. The results of the samples, hysteresis curve, compressive and tensile resistance, as well as stress and strain showed that the clearance effect on tensile strength and compressive is between 2.86 to 13.5 percent for different angles of connected braces. Ductility in the case of lack of clearance between angles of 30 to 60 degrees reduced 30 to 60 percent relative to the elliptical clearance.