بررسي عوامل موثر بر ضربه‌ي ايجاد‌شده در قاب‌هاي خمشي فولادي دو‌بعدي با بادبندهاي لق هم‌گرا

INVESTIGATION OF EFFECTIVE PARAMETERS ON THE IMPACT FORCE IN LOOSE BRACES

با توجه به نياز روز‌افزون مقاوم‌سازي ساختمان‌ها، روش‌هاي مختلفي براي مقاوم‌سازي ساختمان‌هايي كه با قاب خمشي ساخته شده‌اند و در برابر زلزله مقاومت كافي ندارند، ارايه شده است. يكي از اين روش‌ها استفاده از بادبندهاي هم‌مركز است كه به‌لحاظ اقتصادي نيز مقرون‌به‌صرفه است. اما بادبندهاي هم‌مركز از شكل‌پذيري كمي برخوردارند و هنگام به‌كارگيري آنها براي مقاوم‌سازي در قاب‌هاي خمشي، علاوه بر لزوم مقاوم‌سازي آنها، شكل‌پذيري سازه را كاهش مي‌دهند و نيز منجر به ايجاد نيروي بالا‌برنده در فونداسيون موجود قاب خواهند شد. در دو دهه‌ي اخير تحقيقات زيادي براي اصلاح شكل‌پذيري بادبندها صورت گرفته است و راه‌حل‌هايي هم پيشنهاد شده است. يكي از روش‌هاي پيشنهادي براي بهبود عملكرد بادبندهاي هم‌مركز، ايجاد لقي در اتصال بادبند است كه در اين نوشتار مورد بررسي قرار گرفته است. از مشكلات بادبندهاي داراي لقي، ايجاد نيروي ضربه در بادبند است. مطالعات و تحليل‌هاي انجام‌شده روي چند قاب مختلف نشان مي‌دهد كه نسبت سختي بادبند به قاب، دوره‌ي تناوب بار وارده و مقدار لقي از پارامترهاي مهم در ايجاد نيروي ضربه در بادبند داراي لقي هستند. همچنين نتايج تحليل‌هاي انجام‌شده در اين پژوهش نشان مي‌دهد كه با محدود‌كردن نسبت سختي بادبند به قاب، نيروي ضربه كمينه مي‌شود و تاثير منفي در سازه نخواهد داشت. بنابراين با رعايت محدوديت نسبت سختي، ضمن ايجاد لقي در اتصال بادبند، نيروي داخلي بادبند نيز كاهش مي‌يابد و سبب كاهش نيروي بالابرنده در فونداسيون موجود مي‌شود. همچنين از ظرفيت خمشي قاب نيز به‌نحو مطلوب استفاده خواهد شد.

Due to an increasing need for the retrofitting of structures, different methods have been proposed to retrofit existing moment resistant frames that do not satisfy current seismic demands. One suitable method is utilization of concentric braces. Concentric braces are known to have low ductility characteristics and, although they are successful in retrofitting, they reduce the structures overall ductility and also increase the uplift in the existing foundations. In the last two decades, extensive research has been conducted on the ductility of concentric braces, and different methods are proposed. One of the proposed methods for improving the performance of concentric braces is creating looseness in the connection of braces, which is investigated in this paper. The problem of concentric braces with initial looseness is the causing of impact force in the brace. Based on this investigation, the most important factors affecting the magnitude of the impact force are: brace to frame stiffness ratio, and the magnitude and period of the applied force,as well as the size of the gap used as initial looseness. It is also observed that by limiting the brace/frame stiffness ratio, the impact force is minimized. The limitation of stiffness ratio, and the creation of looseness, reduces the force of the brace and uplift, and the full capacity of the frame can be used.