ارزيابي رفتار لرزهاي قابهاي فولادي مقيد شده با مهاربندهاي كمانش تاب هسته مركب

Evaluation of seismic behavior of steel frames constrained with hybrid core buckling-restrained braces

قاب مهاربندي كمانش تاب نوع ويژهاي از قابهاي فولادي مهاربندي هممحور است كه در آن مهاربندها در برابر فشار كمانش نميكنند و در نتيجه اتلاف انرژي مطلوبي از خود نشان ميدهد. ليكن هنگام وقوع زلزلههاي بزرگ، سختي پايين اين مهاربندها بعد از تسليم سبب تغييرمكانهاي دائمي بزرگ در قاب ميشود. هدف تحقيق حاضر، ارزيابي رفتار لرزهاي ك ي سيستم نو ن سازهاي موسوم به قاب فولادي مقيد شده با مهاربندهاي كمانش تاب هسته مركب و مقايسه آن با رفتار قاب ي مهاربندي مانش تاب متداول ميباشد. بدين منظور، از سه روش تحليل استاتيكي غيرخطي، تحليل تاريخچه زماني غيرخطي ك و تحليل ديناميكي افزايشي روي انواع مدلهاي قاب مهاربندي كمانش تاب متداول و مركب داراي طبقات مختلف استفاده ميشود. مقادير متوسط ضريب رفتار در قابهاي فولادي مقيد شده با مهاربند كمانش تاب مركب براي رو ش هاي طراحي حالت حد نهايي و تنش مجاز به ترتيب برابر 2/ 10 و 7/ 14 به دست ميآيد. براي انجام تحليلهاي تاريخچه زماني، هفت زوج شتابنگاشت از زلزلههاي گذشته در سطوح خطر مختلف مورد استفاده قرار ميگيرد. نتايج تحليلها حاكي از اين است كه قابهاي فولادي مركب از بهبود عملكرد قابل توجهي در ضريب رفتار و ن ز كاهش چشمگ ر در مقدار جابهجايي پسماند بام ي ي نسبت به قابهاي مهاربندي كمانش تاب متداول برخوردار هستند. به علاوه، با توجه به ارتفاع قاب و شدت زلزله، تغ ير م ان ي ك جانبي نسبي درونطبقه در قابهاي مر ب ميتواند اهش قابل ملاحظهاي داشته باشد.

Bucking restrained braced frame (BRBF) is a special type of concentrically braced frames that the braces do not buckle in compression and as a result shows a desirable energy dissipation behavior. However, low post-yield stiffness of these braces causes large residual deformations at high levels of earthquake itensities. The aim of this article is to evaluate the seismic behavior of a new steel structural system known as hybrid buckling-restrained braced frame (HBRBF). Nonlinear static analysis, nonlinear time history analysis and nonlinear incremental dynamic analysis (IDA) methods are used for standard and hybrid core BRBFs with different stories. The average values of seismic behavior factor (R) for HBRBFs are obtained as 10.2 and 14.7 for ultimate limit state and allowable stress design methods, respectively. In order to carry out response history analyses, past earthquakes records were used with different hazard levels. Hybrid buckling-restrained braced frames are shown to have a significant improvement over standard BRBFs in terms of behavior factor and damage measures including inter-story drift ratios and residual displacements.