ارزيابي روش هاي مختلف عددي و مدل‌سازي قاب هاي بتن مسلح داراي ميانقاب بنايي در برابر بارهاي جانبي

Comparison of Numerical Techniques of Masonry Infilled RC Frames for Lateral Loads

مدلسازي و ارزيابي عملكرد لرزه اي قاب هاي بتن مسلح داراي ميانقاب بنايي به علت وجود پارامترهاي متعدد نظير مشخصات آجر، خصوصيات ملات، اندركنش بين آجر و ملات و نيز وجود عدم قطعيت هاي زياد در مورد اين پارامترها يكي از چالش هاي اصلي مهندسان طراح مي باشد. جهت پيش بيني رفتار لرزه اي اين عناصر سازه اي بايد مدل تحليلي، جامع و كارا باشد به نحوي كه بتواند رفتار واقعي سازه را نشان دهد. در دهه هاي اخير مدلسازي رفتار قاب بتن مسلح داراي ميانقاب بنايي تحت بارگذاري درون صفحه توجه بسياري از محققين را به خود معطوف كرده است. هدف اصلي در اين مقاله بررسي و مقايسه روش هاي مختلف مدلسازي قاب بتن مسلح داراي ميانقاب بنايي با نتايج آزمايشگاهي و انتخاب روش برتر مي باشد. براي دست يابي به اين هدف پس از توضيح زمينه هاي كاربرد هر يك از اين روش ها، نمونه ساخته شده در آزمايشگاه به سه روش مختلف مدلسازي شده است. مدل اول با روش كوچك مقياس (micro) ساده سازي شده و مدل دوم با روش بزگ مقياس (macro) در نرم افزار Abaqusمدل سازي شده اند. مدل سوم نيز با استفاده از ايده ميله معادل فشاري در نرم افزار Opensees مدل سازي شده است. بررسي نتايج حاصل از مدلسازي و مقايسه آن با نتايج آزمايشگاهي نشان دهنده‌ي آن است كه مدلسازي به روش روش بزگ مقياس (macro) با 65/2 درصد خطا در بار نهايي و نمايش بهتر محدوده ترك خوردگي، كم خطاترين روش مدلسازي است. همچنين نياز به پارامترهاي مختلف و پيچيده و در دسترس نبودن آنها و عدم قطعيت در مورد رفتار ميانقاب‌ها موجب خطاي 12/10 درصدي روش مدلسازي كوچك مقياس (micro) ساده سازي شده است. مدلسازي با استفاده از ايده ميله معادل با خطاي 28/9 درصد مي تواند سهولت زيادي در مدلسازي ساختمان ها بويژه ساختمان هاي بلند مرتبه ايجاد كند.

Due to the influences of several parameters such as brick and mortar properties, interaction between brick and mortar and etc., engineers encounter challenges in modeling and evaluating procedure of the seismic behavior of masonry-infilled reinforced concrete (RC) frames. To predict the seismic behavior of these structural elements, the analytical model must be comprehensive and efficient in such a way that it can show the actual behavior of the structure. Modeling the behavior of masonry infilled reinforced concrete frames under in-plan load, has received much attention over the last decade. The main aim of this paper compares different methods of modeling infilled frame with experimental results in order to choose the appropriate method for modelling of infilled RC frames. To achieve the purpose, after describing the background to the application of each method, the specimen which was tested in the laboratory was modeled in three different methods. The first model was realized by simplified micro-modelling and, the second model was realized by macro-modelling procedure via Abaqus software. The third model was further made by equivalent diagonal compressive strut modelling in OpenSees software. The results showed that the macro-modeling method had maximum and the simplified micro-modeling had minimum accuracy in Abaqus software. The amount of observed differences between experimental results and macro-modeling approach, between experimental results and simplified micro-modeling approach, and equivalent diagonal compressive strut modeling were 2.65%, 9.25% and 10.12%, respectively. These findings maintain that macro-modeling technique in Abaqus software could have an appropriate performance in detecting cracks.