بررسي تاثير پارامترهاي مختلف مدلسازي بر رفتار قاب هاي خمشي فولادي ويژه

An investigating into the effect of various modeling parameters on the behavior of special steel moment frames

در اين مقاله، تاثير پارامترهاي مختلف در جزييات مدلسازي از قبيل اتصالات تير ستون، نوع خاك و فونداسيون بر پاسخ لرزه اي قابهاي خمشي فولادي مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور، ساختمان پنج طبقه با سيستم قاب خمشي فولادي ويژه واقع بر دو نوع خاك متفاوت (II و IV) در نظر گرفته شده است. دو نوع فونداسيون سطحي، نواري و منفرد، براي اين ساختمان با ضريب اطمينان سه در ظرفيت باربري طراحي گرديده است. براي مدلسازي اتصالات تير - ستون، اتصالات گيردار از پيش تاييد شده ي پيچي به كمك ورق هاي روسري و زيرسري بكار رفته است. مدلسازي اجزا محدود حالتهاي مفروض توسط نرم افزار OpenSees صورت گرفته و از تحليلهاي ديناميكي غيرخطي توسط هفت شتاب-نگاشت زلزله جهت بدست آوردن پاسخها استفاده شده است. در مدلهايي كه اثر اندركنش خاك - فونداسيون - سازه براي آنها لحاظ گرديده است، رفتار غيرخطي خاك به صورت فنرهاي غيرخطي وينكلر مدلسازي شده است. نتايج حاصله حاكي از آن است كه با لحاظ اثر اتصالات و خاك در مدلهاي واقع بر خاك نوع IV، حداكثر تغييرمكان نسبي نسبت به مدلهاي بدون لحاظ آنها افزايش و حداكثر برش پايه كاهش مي يابد و در مدلهاي واقع بر خاك نوع II، حداكثر مقدار اين پارامترها كاهش مي يابد. همچنين تاثير تغيير نوع فونداسيون در مدلهاي واقع بر خاك نوع IV بيشتر از مدلهاي واقع بر خاك نوع II است. بنابراين لحاظ اتصالات تير ستون، نوع فونداسيون و اندركنش خاك - فونداسيون - سازه در مدلسازي تاثير بسزايي بر پاسخهاي غيرخطي قابهاي خمشي فولادي دارد

In this paper, the effect of various modeling parameters such as beam – column connections, soil and shallow foundation types are studied to assess the seismic response of steel moment frames. For this purpose, five-story special steel moment frames with two different soil types (II and IV) have been considered. The footing and strip shallow foundations have been designed for these buildings, with safety factor of three. Prequalified bolted flang plate connections are used in these buildings. The finite element models are developed using OpenSees software considering soil – foundation – structure interaction. The seismic performance of SMFs are evaluated using nonlinear time history analyses, through seven far–fault ground motions. Nonlinear behavior of soil is modeled by nonlinear Winkler springs. The numerical results show that in the models that considered beam-column connections, SFSI and soil type IV, the maximum inter-story drift is more, compare to models without connections and with fixed based conditions. The maximum base shear of structures in the mentioned models is reduced. In models, that structures rested on soil type II, maximum values of these two parameters are diminished. The effect of foundation type in models resting on the soil type IV is more than models with soil type II. Generally, connections, foundation type and soil-foundation-structure interactions have a great influence on the nonlinear responses of steel moment frames.