سختي نسبي قاب فولادي داراي مهاربندي برون محور با دو پيوند قائم

The Relative Stiffness of Steel Eccentric Braced Frame with Dual Vertical Links

مهمترين ويژگي‌ هاي قاب‌ هاي ساختماني را مي‌ توان در سختي، مقاومت و شكل‌ پذيري آنها خلاصه كرد. قاب‌ هاي خمشي داراي شكل‌ پذيري خوبي مي‌ باشند، ولي سختي آنها اندك بوده و دليل اصلي استفاده از سيستم‌ هاي مهار جانبي در سازه‌ ها، سختي قابل ملاحظه آنها مي‌ باشد. يك گروه از مهاربندها كه علاوه بر سختي مناسب، شكل‌ پذيري خوبي نيز دارند مهاربندهاي برون محور هستند. سختي شكل‌ هاي متعارف اين دسته از مهاربندها قبلا محاسبه شده است. در اين تحقيق سختي نسبي سيستم مهاربندي برون محور با دو پيوند قائم (EBF-DVL)، به روش تحليلي محاسبه مي‌ شود. مهاربند EBF-DVL داراي دو پيوند قائم موازي است كه از پايين به يك پيوند افقي و از بالا به زير تير سقف جوش داده مي شوند. براي فراهم كردن معادلات مورد نياز در محاسبة سختي نسبي، از معادلات شيب-افت همراه با لحاظ كردن اثر تغيير شكل‌ هاي برشي استفاده شده است. نتايج نشان مي‌ دهد كه اين نوع مهاربند از سختي نسبي زيادي برخوردار است، به گونه‌ اي كه با انتخاب ابعاد مناسب پيوندها مي‌ توان حتي به سختي بيشتري نسبت به مهاربندهاي واگراي با پيوند افقي در بين دو بادبند نيز رسيد. هر چند كه افزايش هر يك از پارامترهاي ممان اينرسي و يا سطح مقطع برشي پيوندهاي قائم موجب افزايش سختي مي‌ شود، اما مي‌ توان گفت كه بازه موثر افزايش ممان اينرسي پيوندهاي قائم تا حدود 50 درصد ممان اينرسي ستون مي‌ باشد و بازه موثر افزايش سطح مقطع برشي آن تا حدود 60 درصد سطح مقطع برشي تير مي‌ باشد.

The most important characteristics of building frames can be abbreviated in stiffness, strength and ductility. Moment frames have ductile behavior and low stiffness; therefore, the main reason in using the lateral bracing systems is their considerable stiffness. Eccentric bracing systems are considered as ductile frames, while satisfying the required stiffness. The lateral stiffness of conventional eccentric configurations have been calculated previously. In this research, the lateral relative stiffness of eccentrically braced frame with dual vertical links (EBF-DVL) is calculated analytically. EBF-DVL has two parallel vertical links which are welded to the floor beam at the top and to one horizontal link at the bottom. In order to provide the required equations for obtaining the stiffness, the slope-deflection equations are used by considering the effects of shear deformations. The results show that EBF-DVL has a high relative stiffness and by adjusting the lengths of vertical and horizontal links, it is possible to achieve the stiffness even more than the stiffness of eccentric bracing with horizontal link between two diagonal braces. Although an increase in either the moment of inertia or shear area of the vertical link leads to an increase in the lateral stiffness of the system, the effective interval for increasing the moment of inertia of the vertical links is to be limited to approximately half of the column moment of inertia and the corresponding value for increasing the shear area is approximately 60% of the shear area of the column.