محاسبه عوامل موثر بر ضریب رفتار قاب های بتن مسلح دارای مهاربند کمانش تاب

دهقان بلیانی, فاطمه; تسنیمی, عباسعلی

doi:10.22060/ceej.2016.810

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

تعداد نشریات	4
تعداد شماره‌ها	157
تعداد مقالات	2,496
تعداد مشاهده مقاله	1,159,277
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	901,904

محاسبه عوامل موثر بر ضریب رفتار قاب های بتن مسلح دارای مهاربند کمانش تاب

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

مقاله 2، دوره 48، شماره 4، زمستان 1395، صفحه 365-374 اصل مقاله (875 K)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2016.810

نویسندگان

فاطمه دهقان بلیانی¹؛ عباسعلی تسنیمی

¹کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس

²استاد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

امروزه استفاده از مهاربندهای کمانش‌تاب به دلیل داشتن مزایای بیشتر در مقایسه با مهاربندهای فولادی متداول مورد توجه محققان و مهندسان قرار گرفته است. این مزایا عبارتند از: شکل‌پذیری ‌بالا، استهلاک ‌انرژی ‌بیشتر، بدون کمانش‌کلی ‌و موضعی و داشتن منحنی‌چرخه‌ای (هیسترزیس) متقارن. این نوع مهاربندی بعنوان یکی از سامانه‌های موثر برای مقابله با بارهای جانبی ناشی از زلزله به شمار می‌رود. معایب موجود در رفتار لرزه‌ای مهاربندهای معمولی همچون شکل پذیری و اتلاف انرژی کم، کمانش کلی و موضعی و همچنین داشتن منحنی چرخه‌ای (هیسترزیس) نامتقارن، زمینه اصلاح یا کنار گذاشتن آن را از فرایند طراحی لرزه‌ای فراهم آورده است. مهاربندهای کمانش‌تاب نوعی از سامانه مستهلک‌کننده انرژی هستند که علاوه بر تامین سختی جانبی زیاد، شکل‌پذیری و میزان استهلاک انرژی سازه را افزایش می‌دهند. استفاده از این نوع مهاربندها در آئین‌نامه‌های برخی از کشورها مجاز شمرده می‌شود لیکن در برخی دیگر و از آن جمله آیین نامه های ایران اشاره‌ای به آن نشده است. در این مقاله عوامل موثر بر شکل‌پذیری و رفتار لرزه‌ای این نوع مهاربندها مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. برای این منظور قاب‌های بتن ‌مسلح دارای مهاربند کمانش‌تاب با تعداد طبقات چهار، هشت، دوازده و شانزده که هریک دارای تعداد دهانه سه و پنج هستند، مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان طراحی شده و سپس با استفاده از نرم افزار اُپِن سیز(OPENSEES) تحت بارگذاری استاتیکی غیر خطی تحلیل شده اند. با بررسی نتایج بدست آمده ضریب رفتار کلیه قاب‌ها برای حالت حدی نهایی محاسبه شده است که می تواند به عنوان پیشنهاد در منظور کردن آن برای طراحی لرزه ای مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها

مهاربند کمانش‌تاب؛ پارامترهای لرزه‌ای؛ تحلیل استاتیکی غیرخطی؛ ضریب رفتار

عنوان مقاله [English]

Determination of the Parameters Influencing Behavior Factor of Buckling Restrained Braced Reinforced Concrete Frames

نویسندگان [English]

fatemeh dehghan balyani¹؛ Abbas Ali Tasnimi²

¹M.Sc., Facaulty of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University

²Professor, Facaulty of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University

چکیده [English]

ABSTRACT
The advantages of buckling restrained braces (BRB) attract the researches and engineers attension to use this bracing system. High ductility, high-energy dissipation capacity and symmetric hystresis behavior are the main advantages of this system that is the most effective system to resist the earthquake induced lateral forces. Disadvantages of conventional bracing system such as low ductility, low energy dissipating capacity and local as well as global buckling with unsymmetrical hysteresis performance in tension and compression are the main reason to rehabiliate and or replace this system with the new generation of braces. Buckling restrained brace (BRB) is an energy-dissipating member that inhances the structural stiffness, energy dissipation and ductility.There are few worldwide code of practices provide some recommendations about the bukling-restrained bracedframes where as most of them do not deal with such system. This paper illustrates the good performance of buckling restrained braces used for RC frames. This article determines the behavior factor for RC frames braced with buckling restrained braces. For this puepose RC frames with four, eight, twelve and sixteen stories (each having three and five bays) were considered in this study. All frames designed in accordance with Iranian Standard 2800 and P9-INBC for concrete structures. Analyses for all structural models were carriedout utilizing nonlinear static pushover method.The results indicate that the average value of behavior factor for all models corresponding to the ultimate limit state is around eight.

کلیدواژه ها [English]

KEYWORDS:Buckling Restrained Brace, Ductility, Energy Dissipation, Nonlinear Analysis, Behavior Factor

مراجع

[1] Wakabayashi, M.; Nakamura, T.; Kashibara, A.; Morizono, T. and Yokoyama, H.; “Experimental of Elasto-plastic Properties of Precast Concrete Wall Panels with Built-in Insulating Braces,” Summaries of Technical Papers of Annual Meeting, Architectural Institute of Japan, pp. 1041–1044, 1973.

[2]Murata, Y.; Mochizuki, S.; Andou, N. and Takahashi, S.; “An Exprimental Study on Buckling of Unbounded Braces under Centrally Applied Loads,” Annual Meeting, Architectural Institute of Japan, pp. 1913–1914, 1980.

[3]Watanabeh, A., Hitomi, Y., Saeki, E., Wada, A. and Fujimoto, M.; “Properties of Brace Encased in Buckling-Restraining Concrete and Steel Tube,” Proceedings of 9^th World Conference on Earthquake Engineering, Japan, Vol. 4, pp. 719–724, 1988.

[4]Uang, C. and Mand-Nakashima, M.; “Buckling-Restraining Braced Frame,” CRC, 2004.

[5]Sabelli, R.; “Research on Improving the Design and Analysis of Earthquake Restraind Steel Braced Frames,” The 2000 NEHRP Professional Fellowship Report, EERI, Oakland, CA, 2001.

[6]Xie, Q.; “State of the Buckling Rstraining Brace in Asia,” Journal of Constructional Steel Research, Vol. 61, No. 6, pp. 727–774, 2005.

[7]Shuhaibar, C.; Lopez, W. A. and Sabelli, R.; “Buckling-Restrained Braced Frames,” Seminar on Response Modification Technologies for Performance-based Seismic Design, ATC-17-2, ATC and MCEER, pp. 321–328, 2002.

[8]Guo, Y. L.; Liu, J. B.; Hu, D. B. and Deng, K.; “The Restraining Requirements for the Buckling Restrained Brace,” Journal of Advances in Steel Structures, Vol. 1, pp. 1–16, 2005.

[9]Xie, Q.; “Dual System Design of Steel Frames Incorporating Buckling Restrained Braces,” Journal of Advances in Steel Structures, Vol. 1, p. 315, 2005.

[10]Wigle, V. R. and Fahnestock, L. A.; “Buckling-Restrained Braced Frame Connection Performance,” Journal of Constructional Steel Research, Vol. 66, No. 1, pp. 65–74, 2009.

[11]Ju, Y. K.; Kim, M. H.; Kim, J. and Kim, S. D.; “Component Tests of Buckling-Restrained Braces with Unconstrained Length,” Journal of Engineering Structures, Vol. 31, No. 2, pp. 507–516, 2009.

[12]Andrews, B. M.; Fahnestock, L. A. and Song, J.; “Ductility Capacity Models for Buckling-Restrained Braces,” Journal of Constructional Steel Research, Vol. 65, No. 8, pp. 1712–172, 2009.

[13]Lopez, W. A. and Sabelli, R.; “Seismic Design of Buckling-Restrained Braced Frames,” Steel Tips, Structural Steel Educational Council, Research Report, 2004.

[14] Sanam, S. and Foumani, M.; “Performance Evaluation of Buckling-Restrained Braced Frames According to the Geometric and Mechanical Properties of Coated Materials,” M.Sc. Thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran, 2006 (in Persian).

[15]Zahraei, S. M. and Dehghani-Ranani, M.; “Use of Buckling-Restrained Braced Frames in Seismic Retrofitting of V–Baguette,” Journal of Engineering Department, Vol. 29, No. 3, 2011 (in Persian).

[16Housing and Urban Development Research Center (BHRC); “Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings (Standard No. 2800),” 4^th Edition, Annex No. 253, 2005 (in Persian).

[17] Tasnimi, A. A. and Masoumi, A.; “Estimation of Response Modification Factors for RC-MRF Structures,” Building and Housing Research Center, R-436, 2006 (in Persian).

[18]Maheri, M. R.; Kousari, R. and Razazan, M.; “Push‑over Tests on Steel X-braced and Kneebraced RC Frames,” Engineering Structures, Vol. 25, No. 13, pp. 1697–1705, 2003.

[19]Abou-Elfath, H. and Ghobarah, A.; “Behaviour of Reinforced Concrete Frames Rehabilitated with Concentric Steel Bracing,” Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 27, No. 3, pp. 433–444, 2000.

[20]Dehghan, F.; “Seismic Performance and Behavior Factor of Buckling Restrained Braced Reinforced Concrete Frames,” M.Sc. Thesis, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran, 2010 (in Persian).

[21]Jokar, H. R.; “Effect of Buckling-Restrained Braces on Seismic Behavior of Reinforced Concrete Frame,” M.Sc. Thesis, Yazd University, Yazd, Iran, 2008 (in Persian).

[22]AISC; “Seismic Provision for Structural Steel Building,” ANSI/AISC 341–05.

[23]Black, C. et al.; “Component Testing, Stability Analysis and Characterization of Buckling Restraining Unbonded Braces,” Pacific Erthquake Engineering Research Center College of Engineering, University of California, Berkeley, 2002.

[24]Bureau of Dessimination and Promotion of National Building Regulations; “Iranian National Building Regulation Part-10, Design and Construction of Steel Buildings,” Iran Development Publisher, 2008 (in Persian).

[25]Bureau of Dessimination and Promotion of National Building Regulations; “Iranian National Building Regulation Part-9, Design and Construction of Concrerte Buildings,” Publication of Iran Development, 2006 (in Persian).

[26]Mazzoni, S.; McKenna, F.; Scott, M. and Fenves, G. L.; “OpenSees Command Language Manual,” University of California, Berkeley, 2007.

[27]Management and Planning Organization; “Instruction for Rehabilitation of Existing Buildings,” No. 360, Tehran, Iran, 2014 (in Persian).

آمار

تعداد مشاهده مقاله: 945

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2,422

Journal Management System. Designed by sinaweb.