مقايسه رفتار قابهاي فولادي چند طبقه با مهاربند زانويي قطري و شورون در برابر بار جانبي

Comparing Behavior of Steel Buildings with Diagonal & Chevron Knee Braced Frames under Lateral Loads

مهاربندها به عنوان يكي از سيستم هاي شناخته شده جهت مقاومت قاب ها در برابر بارجانبي مي باشند. چنانچه طول محدودي ازعضو شكل­ پذير در سيستم بادبندي داراي رفتار غيرارتجاعي باشد، مي توان رفتار لرزه اي كنترل شده ­تري را براي سازه فراهم نمود. يكي از سيستم هايي كه اين مكانيزم را فراهم مي­ آورد، قاب هاي با مهاربندي زانوئي مي باشند. در اين مقاله ضمن معرفي برخي ويژگي هاي اين نوع مهاربند در حالات هندسي قطري و شورن، سعي شده است تا با مدلسازي قاب هاي چند طبقه(5 و8 طبقه) در نرم افزار SAP2000، نحوه رفتار جانبي سازه ها مورد بررسي قرار گيرد. با استفاده از معيارهايي همچون تغييرمكان هدف، منحني ظرفيت(نيرو-تغييرشكل)، نحوه تشكيل مفاصل پلاستيك و مقاطع طراحي شده قاب هاي نمونه، عملكرد بهترقاب هاي مهاربندي زانوئي حالت شورن ناشي از ميرايي بيشتر به­ خاطر كاربرد جفت عضو زانوئي در مقايسه با حالت قطري نشان داده شده است. بر اساس نتايج حاصله در حالت مهاربندي شورون با افزايش ارتفاع (از5 طبقه به8 طبقه) جابجايي هدف به ميزان 65% افزايش، ولي برش پايه به ميزان 10% و مقدار شتاب طيفي 40% كاهش مي يابند در صورتي كه در حالت مهاربندي قطري اين افزايش جابجايي هدف به ميزان 70%، ولي كاهش برش پايه به ميزان 5% و مقدار شتاب طيفي نيز به همان ميزان 40% مي باشد.

Bracing system is one of typical lateral bearing schemes in steel buildings. If just a limited length of ductile element becomes inelastic, a more controllable behavior is warranted. Knee Braced Frames, KBFs, are among such systems. In this paper, multistory frames (5 and 8-story frames) have been modeled with SAP2000 software and their lateral behavior has been studied. Meanwhile some of their properties have been introduced by using criteria such as target displacement, capacity curve (Force-Displacement), formation of plastic hinge and sample designed sections. Better lateral performance of chevron knee braced frames compared to diagonal knee braced frames has been indicated due to more knee elements and thus higher damping. According to the results of chevron knee braced frames, when the height of the structure increases (from 5 to 8 stories), the target displacement increases 65%, base-shear and spectral acceleration decrease 10% and 40% respectively, while in diagonal knee braced frames the target displacement increases 70%, base-shear and spectral acceleration decrease 5% and 40% respectively.