مطالعه آزمايشگاهي پارامترهاي موثر بر رفتار قابهاي خمشي فولادي داراي ديوارهاي ميانقاب بنايي

Experimental study of parameters affecting the behavior of moment-Resisting steel frames including masonry infill walls

اثر ديوارهاي ميانقاب بنايي بر رفتار قابهاي فولادي، همواره يكي از موضوعات مهم و مورد توجه در بررسي رفتار لرزه اي سازه ها مي باشد. در اين مطالعه آزمايشگاهي، رفتار قاب هاي فولادي داراي ديوار ميانقاب بنايي مورد بررسي قرار گرفته و اثر نوع مصالح آجري، ضخامت ديوار و وجود بازشو در ديوار ارزيابي شده است. هفت نمونه آزمايشگاهي قاب فولادي با مقياس يك سوم بصورت يك دهانه و يك طبقه و با بارگذاري يكنواخت شبه استاتيكي مورد آزمايش قرار گرفتند. يك نمونه فاقد ديوار ميانقاب و شش نمونه ديگر داراي ديوار ميانقاب بودند كه در اين نمونه ها سه نوع مصالح آجري، دو نوع ضخامت و دو نوع بازشو مورد آزمايش و ارزيابي قرار گرفت. آجرهاي مورد استفاده در اجراي پانل ديوار ميانقاب از نوع آجر رسي بدون سوراخ، آجر رسي سوراخدار و بلوك هاي سفالي سبك متداول در ايران بودند. نوع و ابعاد بازشوها نيز مطابق ابعاد متداول مورد استفاده در انواع ساختمان ها منظور گرديد. نتايج آزمايشات نشان مي دهد كه نوع مصالح مصرفي در ديوار هاي ميانقاب، ضخامت ديوار و همچنين وجود بازشو تاثير قاب توجهي بر رفتار لرزه اي سازه دارد. ميانقاب باعث كاهش قابل توجه شكل پذيري سازه، افزايش سختي و مقاومت نهايي آن ميگردد. بنابراين در زلزله هاي متوسط تا قوي، ميانقاب اثري منفي بر رفتار سازه دارد. ضمناً ميانقاب به علت تحميل تغييرشكل هاي موضعي به اعضاي قاب، كرنش موجود در آنها را افزايش ميدهد ولي باعث كاهش كرنش در چشمه اتصال خواهد شد.

The effect of masonry walls on the behavior of steel frames is one of the important issues of seismic response of structures. In this experimental study, the behavior of steel frames with masonry infill walls has been investigated and the effect of brick type, wall thickness, and wall openings has been evaluated. Seven 1:3, single-span and one-floor steel frame specimens were tested under the influence of quasi-static loading. All specimens except one had an infill wall. In these samples, three types of brick materials, two types of thickness and two types of openings were tested and evaluated. The bricks used in the infill walls were non-perforated clay bricks, perforated clay bricks and common lightweight clay blocks in Iran. The type and dimensions of openings were also adjusted according to the common dimensions used in a variety of buildings. The results show that the type of materials used in the infill walls, the wall thickness and the presence of openings have a significant effect on the seismic behavior of the structures. The infill wall significantly reduces structural ductility, while increasing its stiffness and ultimate strength. Therefore, in moderate to strong earthquakes, the infill wall has a negative effect on the structural behavior. In addition, the infill wall increases strain due to the imposed of localized deformation in the frame members. However, it reduces the strain on the panel zone.