تأثير فرم چيدمان بادبندي در ارتفاع بر منحني شكنندگي فروريزش قاب هاي مهاربندي شده فولادي

Effects of Bracing Arrangement along the Building Height on Collapse Fragility Curve of Steel Braced Frame Systems

يكي از سيستم‌هاي مقاوم باربر جانبي كه به وفور در ساختمان‌هاي كوتاه تا متوسط استفاده مي‌شود سيستم قاب فولادي ساده با مهاربند مي‌باشد. در اين سيستم سازه‌اي، بدليل محدويت‌هاي معماري و سازه‌اي يا نظر طراح، آرايش بادبندي‌ها در ارتفاع مي‌تواند شكل‌هاي مختلفي داشته باشد. اما فرم چيدمان بادبندي، عملكرد لرزه‌اي سيستم سازه‌اي و كاركرد تك به تك المان‌ها را تحت تأثير قرار مي‌دهد. در اين مطالعه به بررسي تأثير شكل آرايش بادبندي در ارتفاع بر ظرفيت فروريزش و منحني‌هاي شكنندگي فروريزش قاب هاي ساده فولادي با مهاربند همگرا پرداخته مي‌شود. براي انجام اين كار، نمونه‌هايي از اين سيستم سازه‌اي با دو تراز ارتفاعي 4 و 8 طبقه و 6 فرم مختلف از چيدمان بادبندي، در نرم‌افزار PERFORM-3D مدل سازي شده و تحت تحليل ديناميكي غيرخطي افزايشي (IDA) قرار مي‌گيرد. سپس ظرفيت فروريزش مدل‌هاي سازه‌اي و شاخص عدم قطعيت محاسبه شده و منحني‌هاي شكنندگي فروريزش استخراج مي‌گردند. نتايج نشان مي‌دهند با تغيير در فرم چيدمان بادبندي مي‌توان بدون آنكه سختي جانبي و پريود اصلي سيستم سازه‌اي چندان تحت تأثير قرار بگيرد، شتاب فروريزش سازه را افزايش و احتمال فروريزش را به ازاي زلزله‌هاي شديد كاهش داد.

The steel braced frame system is one of the lateral load resisting systems which is used extensively for low- to mid-rise buildings. In this structural system, the braces can be arranged in different forms along the building height due to different reasons such as architectural and structural limitations or design considerations. The bracing arrangement affects the seismic performance of the structural system and each of the elements. In this study, the impact of bracing arrangement along the building height on ultimate failure capacity and collapse fragility curves of steel CBFs is investigated. For this purpose, 4 and 8-story steel CBF buildings with 6 different arrangements of braces were selected and modeled in PERFORM-3D software. The models were then analyzed using the incremental dynamic analysis (IDA) method. Afterwards, the collapse capacity of the models and the uncertainty index were calculated, and the collapse fragility curves were generated. The results show that, by modifying the arrangement of braces without significant changes in lateral stiffness and fundamental period of structure, it is possible to increase the collapse spectral acceleration and decrease the probability of collapse at the maximum considered earthquake intensity.