بررسي آزمايشگاهي و عددي تأثير استفاده از اتصال جاري شونده در قاب خمشي فولادي و ميان‌قاب 3D panel بتني

Experimental and Numerical Investigation of Yielding Connection in Steel Moment Frame and Infill Concrete 3D Panel

مطالعه و مشاهدات پيشين در هنگام زلزله نشان داده است كه وجود ميان قاب‌ها، ازجمله ديوارهاي3d panel بتني، در سازه‌هاي قاب خمشي مي‌توانند تأثيرات نامطلوبي بر رفتار لرزه‌اي سازه‌ها داشته باشند. از طرفي ميراگرهاي جاري شونده كه غالباً همراه با مهار‌بندهاي فولادي نصب مي‌شوند، ظرفيت بالايي در جذب و اتلاف انرژي وارده از طرف زلزله دارند. در اين تحقيق با هدف كاهش خسارت وارده به ميان قاب و اعضاي قاب خمشي در طول زلزله، تعديل نامنظمي پيچشي طبقه و جلوگيري از ايجاد طبقه نرم و ضعيف، 3 مدل آزمايشگاهي با مقياس 2/1 بر روي ميز لرزان تحت 7 شتاب‌نگاشت مقياس شده، مورد آزمايش قرار گرفت. به‌منظور بررسي بيشتر پارامترهاي تأثيرگذار بر رفتار لرزه‌اي سازه‌ها، با استفاده از نرم‌افزار Abaqus تحليل‌هاي اجزاء محدودي نيز انجام و به‌ منظور صحت-سنجي، نتايج مدل‌سازي عددي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه ‌گرديد. نتايج نشان داد اتصال جاري شونده بين قاب و ديوار سبب كاهش چشمگير تغيير مكان جانبي و كرنش‌هاي پلاستيك در قاب مي‌شود. با اضافه شدن اتصال جاري شونده به قاب و ميان قاب تحت اثر زلزله‌هاي نسبتاً بزرگ، قاب رفتار خطي داشته و هيچ‌گونه مفصل پلاستيكي در اعضاي قاب ايجاد نگرديد. همچنين معلوم گرديد با توجه به اينكه استهلاك انرژي ورودي تنها در اتصالات جاري شونده انجام مي‌شود تعداد و مشخصات هندسي اين اتصالات مي‌تواند تأثير زيادي بر سختي و مقاومت جانبي مجموعه داشته باشد.

Previous studies and observations of the earthquake have shown that frame filled with concrete 3d panel wall, can have adverse effects on the seismic behavior of structures. On the other hand, yielding dampers that used with steel braces, have a high capacity to absorb and depreciating energy from the earthquake. In this paper, targets are reducing damage to the infills and moment frame in during of the earthquake, reduce the horizontal and vertical irregularities in structure. To rech these targets, Three experimentally models with half scale were constructed and tested on the shaking table under 7 scale accelerated. Also, for investigate the Effective of parameters in the seismic behavior of moment frames, using Abaqus software, finite element analysis was performed after verification of model behavior with experimentally results. Experimentally results showed that use the yielding connection between wall and frame, reduces the lateral displacement and plastic strain in the structure. Numerical analyzes showed that by adding the yielding connection to the frame and infill wall, The frame has linear behavior In high intensity earthquake, and not be created plastic hinges in the members of the frame. The input energy is amortized only in the connections. So the number and geometric specification of these connections can affect the lateral hardness and lateral strength of the structure.