بررسي عددي رفتار چرخه اي قابهاي بادبندي قطري خارج از مركز در دو حالت اتصال مفصلي و گيردار

Numerical Study on Cyclic Behavior of Eccentrically Diagonal Braced Frames in Two Cases: Simple and Rigid Connections

كشور ايران به عنوان يكي از كشورهاي زلزله خيز جهان در طي ساليان گذشته در معرض زلزله هاي ويران كننده اي قرار داشته است و انتخاب راهكاري براي مقابله با اين پديده ي طبيعي امري اجتناب ناپذير است. در اين راستا مهاربندهاي قطري خارج از مركز به عنوان يكي از سيستم هاي باربر جانبي، كمتر به شكل علمي و صحيح آن مورد توجه طراحان داخلي قرار گرفته است. جهت ترويج كاربرد اين سيستم در كشور، در تحقيق حاضر رفتار چرخه اي قابهاي فولادي بادبندي قطري خارج از مركز در دو حالت اتصال مفصلي و گيردار مقايسه شده و مزيت استفاده از نوع صلب به عنوان عاملي كنترل كننده در تغييرشكلهاي جانبي زياد به جهت نرمي زياد سيستم با اتصال مفصلي در دو حالت با خروج از مركزيتهاي زياد و كم بررسي شده است. نزديكي نتايج رفتاري دو نوع اتصال در خروج از مركزيتهاي كم (وجود اختلاف بين نيروي محوري بادبندها و ستونها و نيروي برش تير پيوند در حدود 20%) استفاده از سيستم قطري با اتصال مفصلي را به جهت رهايي از مشكلات اجرايي اتصال صلب با جوش نفوذي كامل بعنوان اتصال مرسوم اجرايي در ايران تاييد مي نمايد. علاوه بر آن با افزايش خروج از مركزيت طوري كه رفتار تير پيوند از حالت برشي به خمشي تبديل يابد، استهلاك انرژي در سيستم كاهش پيدا مي كند كه با استفاده از اتصال صلب بجاي مفصلي مي توان تا حدود 50 درصد استهلاك انرژي سيستم را افزايش داد. همچنين استفاده از اتصالات صلب در اين سازه ها(بادبند قطري با خروج از مركزيت زياد) باعث كاهش تنش فشاري مهاربند در حدود 12 درصد و جلوگيري از كمانش آن، در نيروي مشابه با اتصال مفصلي مي شود.

Iran, among the world most earthquake-prone countries, has been exposed to the devastating earthquake in the past years and it is inevitable to find strategy for confronting with this phenomenon. In this regard, eccentrically diagonal bracing as a lateral system has been of less interest to the researchers and design engineers. To promote use of the system, in this study the cyclic behavior of steel frames with eccentrically diagonal bracing in two cases of simple and rigid beam to column connections are compared and the advantage of rigid connection in better drift control due to too much flexibility in simple connection has been investigated in two cases with high and low eccentricities. Close results (difference between link beam shear force and also axial forces in braces and columns of about 20%) of two cases in small eccentricity make it possible for engineers to get rid of the problems in rigidity achievement in Iran with full penetration welds. Moreover by increasing eccentricity, the behavior of the link beam would change from shear to moment link, reducing energy dissipation in the system. However, using rigid connection can increase energy dissipation up to 50%. The use of rigid connections in such frames with larger eccentricities decrease compressive stress about 12% and prevent buckling of braces compared to the case with simple connection.