الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۸۳
کد مقاله
CVL83
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
تعیین ضرایب اصلاح پاسخ قاب های مهاربند کمانش گریز
نام انگلیسی
Determination the Response Modification Factors of Buckling Restrained Braced Frames
کنفرانس بین المللی نوسازی و حفظ و نگهداری در مهندسی راه و ساختمان
دپارتمان مهندسی راه و ساختمان، دانشگاه تربیت معلم شهید رجایی، تهران، ایران
الزویر
مرجع به انگلیسی
Procedia Engineering; International Conference on Rehabilitation and Maintenance in Civil Engineering; Department of Civil Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran; Elsevier
کشور
ایران
تعیین ضرایب اصلاح پاسخ قاب های مهاربند کمانش گریز
چکیده
ضریب اصلاح پاسخ به عنوان یکی از پارامترهای طراحی لرزه ای به منظور بررسی عملکرد غیرخطی سازه های ساختمانی در طی یک زمین لرزه قوی به شمار می آید. با تکیه بر این مؤلفه، بسیاری از قواعد طراحی لرزه ای مبتنی بر دستورالعمل های مربوط به کاهش بار می باشند. مقاله جاری سعی در ارزیابی ضرایب اصلاح پاسخ قاب مهاربند کمانش گریز (BRBFs)، بکارگرفته شده برای بازسازی قاب های فولادی، می نماید. از آنجایی که ضریب اصلاح پاسخ منوط به شکل پذیری و مقاومت مازاد می باشد، تحلیل غیرخطی استاتیک بر روی مدل های ساختمانی، شامل کاربرد دهانه های تقویتی / مهاربند تکی یا جفتی، طبقات متعدد و پیکربندی های مختلف مهاربندی (chevron V، invert V) اعمال شد. مقادیر BRBFs برای ضرایبی چون شکل پذیری، مقاومت مازاد، کاهش نیرو در ارتباط با شکل پذیری و اصلاح پاسخ برای کلیه ساختمان ها مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج نشان دهنده آن می باشند که ضرایب اصلاح پاسخ برای BRBFs از ارزش بالایی برخوردار می باشند. بر این مبنا مشخص شد که تعداد دهانه های دارای مهاربند و بلندی ساختمان ها دارای تأثیر زیادی بر روی ضرایب اصلاح پاسخ می باشند.
به طور طبیعی، طراحی اولیه در غالب ساختمان ها بر مبنای نیروهای استاتیک معادل، بر حسب دستورالعمل های ساختمانی غالب، می باشد. توزیع متناسب با ارتفاع این نیروهای استاتیک به نظر به صورت تلویحی بر مبنای مودهای نوسان الاستیک تلقی می باشد. با این وجود، سازه ها در طی زمین لرزه های شدید حالت الاستیک خود را حفظ نکرده و احتمالاً برحسب نظر Moghaddam و همکاران (۲۰۰۵) تحت تاثیر تغییر شکل غیرخطی بزرگ قرار می گیرند. در حقیقت، بسیاری از قوانین مربوط به زلزله یا زمین لرزه در ارتباط با کاهش بارهای طراحی هستند، که خود از مزیت بهره می گیرند که سازه ها می بایست از مقاومت معکوس (مقاومت مازاد) معنی داری برخوردار باشند و به علاوه دارای ظرفیت پراکنده سازی / توزیع انرژی (شکل پذیری یا مفتول پذیری) که در تعامل با طراحی سازه ای با توجه به ضریب اصلاح پاسخ Kim و Choi (2005) باشند. در حقیقت، ضریب اصلاح پاسخ (R) بازتاب دهنده ظرفیت یک سازه جهت توزیع یا پراکنده سازی انرژی با توجه به رفتار غیرالاستیکی می باشد. مطالعه جاری سعی در مشخص سازی ویژگی های مهم رفتار هیستریک سیستم های سازه ای مختلفی می باشد که تحت شرایط پاسخ غیرالاستیکی یا غیرکشسانی در طی رخدادهای شدید زمین لرزه ای قرار گرفته اند.
قاب مهاربندی همگرای فولادی (CBF) یکی از سیستم های مقاوم در برابر بار عرضی می باشد که به طور شایع و کارآمد مورد استفاده قرار گرفته است، مخصوصاً در سازه های موجود در نواحی دارای سطح بالای احتمال زمین لرزه (یا نواحی مستعد به زمین لرزه های سطح متوسط الی شدید). مطالعات نشان دهنده آن هستند که پاسخ عرضی CBFs عمدتاً بر حسب رفتار غیرالاستیکی یا غیر قابل انعطاف اعضای مهاربندی بر حسب نقطه نظر Annan و همکاران (۲۰۰۹) می باشند. بنابراین، ظرفیت پراکنده سازی انرژی یک سازه مهاربندی شده فولادی به واسطه کمانش مهاربندها بر حسب نظر Kim و Seo (2004) محدود می باشد.
با توجه به این محدودیت، تلاش هایی جهت ایجاد سیستم های CBF جدید با رفتار هیستریک باثبات، همراه با ویژگی شکل پذیری معنی دار و قابلیت زیاد در پراکنده سازی انرژی صورت گرفته است. یکی از این نوع از سیستم های CBF با یک رفتار لرزه ای ارتقا یافته قاب مهاربند کمانش گریز (BRBF) می باشد که نه تنها قابلیت ارتقای ظرفیت پراکنده سازی انرژی یک سازه را دارد بلکه از توانایی کاهش نیاز جهت دفرمه شدگی یا تغییر شکل غیر الاستیکی اعضای اصلی سازه ای نیز می کاهد.
ضرایب اصلاح پاسخ BRBFs به عنوان موضوع مورد بررسی به وسیله محققین بسیار مدنظر می باشد. Sabelli و همکاران (۲۰۰۳) یکسری از مدل های مرتبط با BRBs را ارائه نمودند که در آنها فرآیندهای طراحی و تحلیل سازه ها به هنگام رویارویی با سطوح بالای لرزه ای مدنظر قرار گرفته است. آنها دریافتند که پاسخ BRBF در برابر ضرایب R در محدوده ۶ الی ۸ چندان حساس نمی باشد. Kiggins و Uang (2006) مشخص ساختند که مهاربند کمانش گریز با قاب های خمش فولادی نه تنها سبب کاهش رانش های اولیه طبقات می گردد بلکه منجر به حاصل آمدن یک مقدار بزرگتر ضریب اصلاح پاسخ نیز خواهد شد. با ترکیب سازه های بتنی که دارای مهاربندهای فولادی همگرا می باشند با آنهایی که دارای سیستم های BRB هستند، Rahai و Alinia (2008) مشخص ساختند که مهاربندی X به صورت همگرا و عرضی سبب ایجاد سازه های محکم یا صلب می گردد، اما سیستم BRB نیز قابلیت ایجاد صلبیت مناسب همزمان، همراه با شکل پذیری و ضرایب مقاومت مازاد حداکثری برای سازه ها را خواهد داشت. این مورد خود مؤکد یک عملکرد بهتر سیستم BRB در محدوده غیرخطی می باشد. Asgarian و Shokrgozar (2009) از هر دو تحلیل های پوش آور و تحلیل دینامیک افزایشی غیرخطی جهت ارزیابی مقاومت مازاد، شکل پذیری و ضرایب اصلاح پاسخ BRBFها با استفاده از دو دهانه مهاربندی شده استفاده نمودند.
با توجه به رفتار چرخه ای اعضای مهاربندی در ارتباط با ایمنی طول عمر سازه و سطح عملکرد آن، همانگونه که به وسیله FEMA-356 (2000) مشخص شده است، مقاله جاری سعی در ارزیابی و مقایسه مقاومت مازاد، شکل پذیری و ضرایب اصلاح پاسخ BRBFها می نماید. ساختمان های مدل برحسب دستورالعمل های طراحی مقاومت در برابر زلزله ایران (استاندارد شماره ۲۸۰۰) مشخص گردیده و بر مبنای بخش ۱۰ دستورالعمل ساختمانی ملی ایران، طراحی سازه های فولادی (MHUD 2009) و مفاد لرزه ای (AISC ـ ۲۰۰۵) طراحی شده است. جهت حاصل آوردن این ضرایب رفتاری، تحلیل های پوش آور استاتیک غیرخطی انجام شدند.
تعیین ضرایب اصلاح پاسخ قاب های مهاربند کمانش گریز
۲- قاب های مهاربندی شده کمانش گریز
به منظور مقاومت در برابر نیروهای عرضی به واسطه باد و زلزله، CBFs به عنوان کارآمدترین سیستم های ساختاری در خصوص ساخت و ساز فولادی به شمار می آید. در ساختمان های عادی، اعضای مهاربندی به واسطه فشردگی و تنش تسلیم به هنگامی که در معرض بارگذاری چرخه ای معکوس قرار می گیرند ممکن است سبب بروز کمانش گردند. پاسخ CBFs در برابر بار قابل توجه زمین لرزه به طور قدرتمندی منوط به مقاومت محوری نامتقارن اعضای مهاربندی بر حسب نکته نظر Broderick و همکاران (۲۰۰۸) می باشد که دارای یک رفتار غیرالاستیکی چرخه ای کامل می باشد (شکل ۱). ایده استفاده از قاب های مهاربند کمانش گریز (BRB)، سبب بکارگیری آنها در فرآیندهای بازسازی قاب های فولادی شده است که از آنها می توان جهت ارتقای ظرفیت فشردگی مهاربندها بدون تأثیرگذاری بر روی ظرفیت کششی آن به منظور ایجاد یک پاسخ هیستریک متقارن استفاده کرد. BRB متشکل از یک هسته فولادی قابل کشش می باشد که جهت تسلیم در طی بروز تنش و فشردگی طراحی گردیده است. به منظور ممانعت از پدیده کمانش، هسته فولاد در ابتدا در داخل یک قالب فولادی قبل از پر شدن به وسیله ملات یا بتن قرار داده می شود. قبل از پر کردن ملات، یک ماده غیرپیوندی یا یک شکاف بسیار اندک هوا بین هسته و ملات به منظور به حداقل رسانی یا حذف احتمالی انتقال نیروی محوری از هسته فولادی به ملات و ایجاد نوعی حالت گودی یا توافتادگی بخش های سازه ای اجزای BRB (شکل ۲) قرار داده می شود. بنابراین، هسته موجود در BRB تحت تنش و فشردگی می تواند تسلیم معنی داری را حاصل آورده و سبب جذب انرژی بر خلاف مهاربندهای متعارف گردد. از طرف دیگر، چارچوب اصلی سازه ای در BRBF به منظور باقی ماندن در حالت ارتجاعی یا الاستیک مدنظر است و کلیه صدمات لرزه ای بر حسب نظر Sabelli و همکاران (۲۰۰۳) در داخل مهاربندها رخ می دهد. شکل ۱ نشان دهنده یک فشردگی منحنی هیستریک نوعی مهاربندی متعارف و مهاربندی کمانش گریز می باشد.
تعیین ضرایب اصلاح پاسخ قاب های مهاربند کمانش گریز
۳- ضریب اصلاح پاسخ
در راهکارهای طراحی لرزه ای مبتنی بر نیرو، ضریب اصلاح پاسخ (R) به عنوان موردی به شمار می آید که جهت کاهش طیف پاسخ الاستیک خطی در برابر مورد غیرالاستیک یا غیرکشسانی بکار گرفته می شود. به عبارت دیگر، ضریب اصلاح پاسخ به عنوان نسبت توان مورد نیاز جهت حفظ حالت ارتجاعی یا الاستیسیته سازه به شمار می آید. شکل ۳ معرف برش پایه در برابر رابطه جابجایی سقف یک سازه می باشد، که قابلیت ارائه آن به وسیله یک تحلیل استاتیک غیرخطی وجود دارد. در این شکل، رفتار غیرخطی واقعی بر حسب یک رابطه الاستو ـ پلاستیک دو خطی ارائه گردیده است. ضریب اصلاح پاسخ به شرح ذیل مشخص می گردد:
۳ـ۱٫ ضریب کاهش به واسطه شکل پذیری
Rm به عنوان پارامتری به شمار می آید که قابلیت برآورد پاسخ غیرخطی کلی یک ساختار، به واسطه انرژی هیستریک را خواهد داشت. چندین پیشنهاد برای Rm مطرح شده است. در یک نگارش ساده روش N2 ارائه شده به وسیله Fajfar (2002) ضریب کاهش Rm به شرح ذیل نوشته می شود:
که در آن، T فاصله بنیادی، TC خصیصه حرکت زمین مساوی با ۵/۰ برای خاک نوع ۲ که در اینجا بر مبنای قوانین طراحی مقاومت در برابر زمین لرزه ایران و با توجه به استاندارد شماره ۲۸۰۰ (BHRC 2005) مدنظر می باشد و m نیز ضریب شکل پذیری سازه است که به شرح ذیل تعریف می گردد:
که در آن، Dmax جابجایی حداکثری برای عملکرد ایمن در ابتدای کار در سازه و Dy نیز جابجایی تسلیم ملاحظه شده است.
۳ـ۲٫ ضریب مقاومت مازاد
همانگونه که در برخی از حوادث زمین لرزه ای سطح متوسط مشاهده شده است، به نظر می رسد که سازه های ساختمانی قابلیت تحمل نیروهای بزرگتر از مواردی که برای آن طراحی شده اند را خواهند داشت. وجود مقاومت معکوس که در طراحی مورد نظر قرار نگرفته بود، توصیف کننده چنین پدیده ای می باشد. مقاومت مازاد به سازه کمک می نماید تا قابلیت مقاومت ایمن، نه تنها در برابر حوادث شدید بلکه در برابر کاهش میزان مقاومت الاستیک، را داشته باشد. هدف مربوطه با استفاده از ضریب کاهش نیرو (Mahmoudi 2003) اعمال می شود. طراحی ضریب مقاومت مازاد (Rsd) به شرح ذیل است:
تعیین ضرایب اصلاح پاسخ قاب های مهاربند کمانش گریز
۴- مدل های سازه ای و تحلیل آنها
جهت ارزیابی ضریب مقاومت مازاد، ضرایب کاهش به واسطه شکل پذیری و ضرایب اصلاح پاسخ، از ۲۰ BRBFs به همراه ساختمان های ۳، ۵، ۷، ۱۰ و ۱۲ طبقه همراه با دهانه های به درازای ۵ متر انتخاب شدند. برای BRBFs دو مهاربند نوع (chevron V و chevroninverted V) مشخص شد. بلندی هر سازه مدل به میزان ۲/۳ متر تثبیت شد. شکل ۴ نشان دهنده پلن سازه های مدل و نوع مهاربندهای مشخص شده به صورت دهانه های تک و دو دهانه ای می باشد.
بارهای مرده و زنده به میزان به ترتیب ۵/۵ و ۲ KN/m2 برای گرانش بکار گرفته شد. جهت محاسبه برش پایه طراحی لرزه ای، پارامترهایی به اهمیت ضریب I =1، ضریب ناحیه لرزه ای A = 0.35، نوع خاک ۲ بر مبنای قواعد طراحی ساختمان های مقاوم در برابر زلزله ایران، یعنی قانون BHRC (2005) و ضریب اصلاح پاسخ R=8 بر حسب مفاد لرزه ای AISC بکار گرفته شدند. کلیه اتصالات تیر به ستون می بایست در هر دو طرف به یکدیگر نصب شده باشند چرا که قاب ها به عنوان موارد مقاوم خمشی در نظر گرفته نشده است. مهاربندها نیز قابلیت تحمل ۱۰۰ درصدی بار عرضی را خواهند داشت.
تعیین ضرایب اصلاح پاسخ قاب های مهاربند کمانش گریز
۵- نتایج
شکل ۶ و ۷ نشان دهنده تحلیل پوش آور استاتیک غیرخطی و نتایج مرتبط برای BRBFs (نوع V معکوس و شورون نوع V) برای دهانه های مهاربندی تکی و دوبل می باشد. شکل ۸ نشان دهنده گوناگونی در ضریب اصلاح پاسخ برای نوع مختلف پیکربندی BRBFs است.
جدول ۲ و ۳ نشان دهنده ضریب مقاومت مازاد (RS)، ضریب کاهش به واسطه شکل پذیری (Rm) و ضریب اصلاح پاسخ (R) مرتبط با BRBFs می باشد.
برحسب شکل های ۶ و ۷، صلبیت اولیه BRBFs به صورت یکسان با افزایش بلندی ساختمان باقی می ماند.
تعیین ضرایب اصلاح پاسخ قاب های مهاربند کمانش گریز
۶- نتیجه گیری
این مقاله اقدام به ارزیابی ضرایبی نظیر مقاومت مازاد، کاهش به واسطه نرمی یا شکل پذیری، و اصلاح پاسخ ۲۰ BRBFs با توجه به سطوح عملکرد سازه ای ایمن در طی دوره بهره برداری کامل از آن می باشد. بر این مبنا، یک تحلیل غیرخطی استاتیک (پوش آور) بر روی ساختمان های مدل با استفاده از دهانه های مهاربندی شده تکی و جفتی، و همچنین با توجه به طبقات مختلف و مهاربند کمانش گریز مختلف و پیکربندی های متعارف مهاربندی اعمال شد. اتصالات تیر ـ ستون نیز به صورت جفت شده و متصل در نظر گرفته شده به گونه ای که بار لرزه ای به طور عمده با استفاده از این مهاربندها تحت کنترل باشد.
نتایج این بررسی را می توان به شرح ذیل خلاصه نمود:
این موضوع مشخص شد که مقاومت مازاد و ضرایب اصلاح پاسخ BRBFs با توجه به افزایش در بلندی ساختمان ها کاهش خواهند یافت. با این وجود، ضرایب کاهش به واسطه نرمی یا شکل پذیری متغیر می باشند که بر حسب تعداد طبقات مدنظر خواهند بود. به علاوه، ضرایب مقاومت مازاد و اصلاح پاسخ با توجه به افزایش در تعداد دهانه های مهاربندی شده افزایش می یابند، اما هیچ گونه تنوع مشهودی در ارتباط با ضرایب کاهشی به واسطه نرمی یا شکل پذیری مشاهده نشده است.
در BRBFs، به واسطه ظرفیت پراکنده سازی انرژی مهاربند تحت تنش و فشردگی (شکل ۵)، ضرایب حداکثر جابجایی سقف (Dmax) و کاهش به واسطه نرمی یا شکل پذیری دارای مقادیر بیشتری می باشند که سبب می گردند تا چنین پارامترهایی دارای تأثیرات اصلی بر روی ضرایب اصلاح پاسخ باشند.
ضرایب مقاومت مازاد برای انواع مختلف BRBFs با دهانه های مهاربندی شده تکی و جفتی به ترتیب ۹۰/۱ و ۴۰/۲ می باشند. نوع پیکربندی مهار در BRBFs دارای هیچ گونه تأثیری بر روی ضرایب مقاومت مازاد نمی باشد.
ضرایب کاهش حاصله به واسطه نرمی یا شکل پذیری جهت نوع مختلف BRBFs با دهانه های مهاربندی شده تکی یا جفتی بین ۴-۷ و ۸ متغیر می باشند.
ضرایب اصلاح پاسخ حاصله برای نوع مختلف BRBFs با دهانه های مهاربندی شده تکی دارای تنوع بین ۷ و ۱۶ و برای نوع دو تایی بین ۸ و ۲۲ مشخص شده است. در BRBFs، جهت محاسبه ضرایب اصلاح پاسخ لرزه ای نهایی مجدداً مدل ها مورد طراحی و تحلیل قرار گرفته تا همگرایی ضرایب اصلاح پاسخ لرزه ای نهایی آنها مشخص شود.
دستورالعمل های مشخص شده ارائه دهنده مقدار ثابت ضرایب اصلاح پاسخ برای BRBFs می باشند. با این وجود، ضرایب اصلاح پاسخ برای … می باشند. با این وجود، ضرایب اصلاح پاسخ، که در این بررسی مورد ارزیابی قرار گرفته است، دارای مقادیر مختلفی برای انواع پیکربندی مهاربند، تعداد دهانه های مهاربندی شده و بلندی ساختمان می باشد. در نتیجه، نتایج معرف آن می باشند که ضرایب اصلاح پاسخ که در دستورالعمل های لرزه ای پیشنهاد شده اند را می بایست برای BRBFs اصلاح نمود.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
