تاثير فاصله آزاد انتهايي مهاربند در شكل پذيري قاب هاي فولادي داراي مهاربندهاي همگرا

The Effect of Brace End Clearance on Ductility of Concentrically Braced Frames

نياز به شكل پذيري در قاب هاي داراي مهاربندهاي همگرا، باعث شده است محققين مطالعات گسترده اي را در زمينه عوامل موثر بر شكل-پذيري اين نوع سازه ها انجام دهند. فاصله آزاد انتهايي مهاربند يكي از عوامل موثر در اين موضوع است كه در آيين نامه هاي لرزه اي براي تامين رفتار شكل پذير در نظر گرفته شده است. در تحقيق حاضر اثر فاصله آزاد انتهايي در رفتار لرزه اي اين نوع سازه ها بررسي شده است. براي اين منظور نمونه هايي با دو نوع ورق اتصال مستطيلي و باريك شده در نظر گرفته و تحت بارگذاري چرخه اي تحليل شده اند. بمنظور داشتن معياري براي تعيين حد نهايي باربري اين گونه قاب ها، از مفهوم كرنش معادل پلاستيك براي پيش بيني شكست در نواحي بحراني استفاده شده است. نواحي بحراني در اين نوع سازه ها ميانه مهاربند و گوشه ورق اتصال است. با پيش بيني شكست در اين نواحي ظرفيت نهايي شكل پذيري نمونه ها مشخص و با هم مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهند در حالي كه در ورق هاي اتصال باريك شده رعايت فاصله آزاد 2tp (پيشنهاد آيين نامه ها) بهينه ترين حالت براي دستيابي به رفتار شكل- پذير در اين نوع سازه ها است، در ورق هاي اتصال مستطيلي امكان كاهش اين فاصله و در نتيجه دستيابي به ورق اتصال كوچكتر در عين حفظ رفتار شكل پذير وجود دارد.

The need for ductility in Concentrically Braced Frames (CBF) has driven researches to study the different parameters which influence the ductile performance of this kind of structure. Brace end clearance in gusset plates is one of the most important of these parameters, which is considered by seismic codes to improve the seismic behavior of these structures. This study examines the effect of brace end clearance on the behavior of CBFs. Both rectangular andtapered gusset plates are considered in order to gain a deep insight into this issue. Nonlinear analyses using the detailed inelastic finite-element model (FEM) are employed to perform this research. The equivalent plastic strain concept is used to determine the limits of ductile behavior and to predict fracture and failure in these models. Results shows that while in tapered gusset observing 2tp clearance (which is recommended by codes) provides the optimum ductile behavior, in rectangular gusset plates, it is possible to reduce this distance and obtain a smaller gusset plate to maintain the ductile behavior of the frame.