تأثير نا‌منظمي سيستم‌هاي باربر جانبي غير‌موازي بر عملكرد لرزه‌اي ساختمان ها با قابهاي فولادي مهاربندي شده

The Effect of Non-parallel System Irregularity on Seismic Performance of Braced Steel Frame Buildings

شماري از ساختمان ها بدلايلي چون شرايط زمين و طراحي معماري، داراي نامنظمي سيستم هاي غيرموازي هستند كه در دسته نامنظمي در پلان قرار مي گيرد؛ اما آيين نامه ها حدودي را بعنوان ميزان انحراف اجزاي قائم باربر جانبي از امتداد محورهاي متعامد ساختمان براي اين نوع نامنظمي ها مشخص نكرده اند. از سويي ديگر سيستم قاب ساختماني با مهاربند يكي از سيستم هاي رايج براي ساختمان هاي كوتاه تا ميان مرتبه به شمار مي رود. در اين پژوهش به بررسي تأثير نامنظمي سيستم هاي غيرموازي بر عملكرد لرزه اي سيستم قاب ساختماني فولادي با مهاربندي همگراي ويژه پرداخته شد. براي انجام اين مطالعه، سازه هاي فولادي با تعداد طبقات 3، 6 و 9 انتخاب شدند و علاوه بر حالت منظم، نامنظمي سيستم هاي غيرموازي با زواياي مختلف نسبت به امتداد محورهاي متعامد از 1 تا 5 درجه (0/5 متر تا 2 متر انحراف در طول دهانه) منظور شد. ابتدا ساختمان ها طبق آيين نامه طراحي ساختمان هاي ايران در برابر زلزله و آيين نامه طراحي ساختمان هاي فولادي ايران طراحي شدند. در ادامه براي ارزيابي تأثير نامنظمي بر عملكرد لرزه اي ساختمان هاي مورد مطالعه، تحليل استاتيكي غيرخطي و ديناميكي غيرخطي تاريخچه زماني براي مدل هاي انتخابي با استفاده از نرم افزار PERFORM-3D انجام شد و شاخص هاي عملكرد لرزه اي سازه ها بررسي شدند. نتايج نشان داد كه با افزايش نامنظمي، سختي، مقاومت، شكل پذيري و توانايي استهلاك انرژي سازه كاهش پيدا مي كند درصورتيكه تغييرمكان نسبي طبقات افزايش مي يابد.

A number of buildings have irregular non-parallel systems due to ground conditions and architectural design, which fall into the category of irregularities in the plan. However, the building codes do not specify a limit as the deviation value of the vertical lateral load bearing components from the major orthogonal axes of the building for this type of irregularities. The building frame system with bracing, on the other hand, is one of the most common systems for low- to mid-rise structures. In this research, the effect of non-parallel system irregularity on the seismic performance of steel building frame with special convergent bracing was investigated. Steel structures with 3, 6, and 9 stories were selected in this study, and in addition to the regular structural models, irregularity of non-parallel systems with different angles to the orthogonal axes from 1 to 5 degrees (i.e., 0.5 m to 2 m deviations for span length) were considered. First, the structures were designed according to the Iranian Earthquake Design Code and the Iranian Steel Structure Design Code. In order to evaluate the effect of irregularity on the seismic performance of the studied buildings, nonlinear static and dynamic analyses of time history for selected models were performed using Perform 3D software and the seismic performance indices of the structures were examined. The results indicate that with increasing irregularity; stiffness, strength, ductility and energy dissipation capacity of the structure decreases while the relative inter-story drift increases.