ارزيابي كفايت روش تجربي محاسبه زمان تناوب اصلي در سازه هاي فولادي با ستون CFT براساس استادارد 2800 ايران

Efficiency evaluation of the experimental method of computing fundamental period within the steel structures with CFT columns in the basis of iran 2800 codes

زمان تناوب اصلي ساختمان يكي از مهمترين پارامترهايي است كه مبناي محاسبه برش پايه و نيروهاي وارده بر سازه در طي حركت زمين مي باشد. براي مشخص كردن تناوب اصلي سازه با استفاده از آناليزهاي كامپيوتري، بايد تمامي مؤلفه هاي قاب را در مدلسازي به طور مناسب در نظر بگيريم و سپس با استفاده از روش هاي مناسبي نظير روش رايلي يا روش تحليل مودال، زمان تناوب سازه را محاسبه كنيم. روابط تجربي آيين نامه‌اي، معمولاً روابط ساده‌اي هستند كه فقط تابع پارامترهاي محدودي از سازه نظير ارتفاع يا تعداد طبقات مي باشند و در اين روابط تجربي عواملي چون جرم، سختي و بعد ساختمان در نظر گرفته نشده است. از اين رو در اين تحقيق با توجه به عوامل تأثير گذار مانند جرم و سختي در مقدار زمان تناوب، با بررسي تأثير ارتفاع و تعداد دهانه‌ها و در نتيجه تغيير در بعد ساختمان و با استفاده از آناليز مودال و به روش المان محدود در نرم افزار ANSYS 14.5، به بررسي ميزان دقت زمان تناوب تجربي پيشنهاد شده در آيين‌نامه‌ طرح لرزه‌اي ايران (استاندارد 2800) در رابطه با سازه هاي قاب خمشي فولادي با ستون هاي CFT پرداخته مي‌شود. براي اين منظور از سازه‌هاي با تعداد طبقات 1، 3، 6، 9، 12، 15، 20 و 25 طبقه و با تعداد دهانه‌هاي 3 و 5 استفاده شده است. در واقع هدف از انجام اين مطالعه بررسي ميزان دقت روابط تجربي ارائه شده و كفايت آنها مي باشد. نتايج نشان مي دهد تغيير در تعداد دهانه ها باعث تغيير چشمگيري در دوره تناوب تحليلي سازه شده و با توجه به دوره تناوب تجربي به دست آمده از آيين نامه مقدار آن حائز اهميت مي باشد.

The main period of the building is one of the most important parameters that is the basis for calculating the base shear and forces applied to the structure during the movement of the ground. In order to determine the main principle period of the structure, using computer analyzes, we must consider all the frame components in the modeling properly and then calculate the period of time using appropriate methods such as Riley method or modal analysis method. The experimental relation of the regulations are usually simple relations that only function the limited parameters of the structure such as the height or number of stories. And in these experimental relationships, factors such as mass and building dimension are not considered. Therefore, in this research, considering the effective factors such as mass and hardness in the amount of period of time, the effect of height and number of openings and consequently the change in the dimensions of the building and using modal analysis and finite element method in ANSYS software 14 , 5 examines the accuracy of the experimental alternation time proposed in the Iranian seismic pattern (Standard 2800) for steel frame structures with CFT columns. For this purpose, structures with the number of floors 1, 3, 6,9, 12,15, 20 and 25 and with the number of openings 3 and 5 have been used. In fact, the purpose of this study is to examine the accuracy of the presented experimental relations and their adequacy. The results show that the change in the number of openings has a significant effect on the analytical period of structure. According to the experimental period, the amount obtained from the regulations is significant.