بررسي ظرفيت باربري سيستم پيشنهادي مهاربندي جانبي دايره‌اي شكل با اتصال نشسته اصطكاكي با ستون

Investigation of bearing capacity of the proposed circular lateral bracing system with friction seat connection with column

به منظور كاهش خسارات و تلفات جاني ناشي از زلزله‌ها تلاش گسترده اي توسط دانشمندان براي معرفي سيستم‌هاي سازه‌اي مقاوم در برابر زلزله انجام شده است. يكي از سيستم‌هاي مقاوم باربر جانبي جديد معرفي شده سيستم مهاربندي شده دايره‌اي شكل فولادي با نام OGrid است. مطالعات گذشته قابليت استهلاك انرژي بالا و شكل پذيري مناسب اين سيستم‌هاي باربر جانبي را نشان داده‌اند. اين سيستم قابليت بالاي تحمل تغييرشكل‌هاي غيرخطي پس از تشكيل اولين مفصل پلاستيك تا فروريزش كامل را داراست. در مطالعه حاضر سعي شده است كه نوع جديدي از اين مهاربندي با انواع اتصالات مهاربند به تير و ستون معرفي و عملكرد آن بررسي شود. براي اين امر از مهاربند دايره‌اي شكل معرفي شده استفاده شده و اتصال‌هاي مختلف قاب به مهاربند دايره‌اي شكل، كه شامل اتصال مهاربند به تير و اتصال مهاربند به ستون‌ها و همچنين مقايسه حضور اصطكاك و عدم حضور اصطكاك بين مهاربند و قاب، مدل سازي شده و نتايج بررسي شده است. بر اساس نتايج حاصله مشخص مي‌شود كه با آزادسازي اتصال مهاربند دايره‌اي با مقطع I شكل به ستون و ايجاد اصطكاك في مابين آن دو با ضريب 0.5، ظرفيت باربري نسبت به حالت اتصال گيردار تا 22 درصد افزايش مي‌يابد. در اين حالت قبل از تسليم، نرم شوندگي در مدل مشاهده شده ولي پس از تسليم نسبت به مدل داراي اتصال كامل، استهلاك انرژي بهتري به دليل تغيير شكل‌هاي انجام شده در مهاربند دايره‌اي رخ مي‌دهد. در ضمن، ايجاد اصطكاك بين مهاربند و تير تا 8 درصد و ايجاد اصطكاك بين مهاربند و ستون تا 17 درصد نسبت به حالت اتصال آزاد مي‌تواند ظرفيت باربري را افزايش دهد. از طرفي ديگر استفاده از مهاربند دايره‌اي H شكل با اتصال اصطكاكي به ستون و يا تير به دليل كاهش ظرفيت باربري به ميزان حداقل 9 درصد نسبت به حالت اتصال گيردار توصيه نمي‌شود.

To reduce the damage and casualties caused by earthquakes, researchers made efforts to introduce seismic resistant structural systems. One of the new lateral force-resisting systems is the steel circular braced system called “Ogrid”. Previous studies shown the high energy dissipation and ductility of this system. This system has a high capacity to withstand nonlinear deformations after the formation of the first plastic hinge until collapse. In the present study, an attempt has been made to introduce a new type of this brace with different types of brace connection to beam and column and to evaluate its performance. For this purpose, the OGrid is used and different connections of the frame to the circular brace that embrace the connection of the brace to the beam and to the columns, as well as comparing the presence of friction and the absence of friction between the brace and the frame are modeled and the results are reviewed. It is found that by releasing the connection of the circular brace with I-shaped cross section to the column and creating friction between them with a coefficient of 0.5, the bearing capacity increases up to 22% compared to the restrained connection. In this case, before yielding, softening is observed in the proposed model, but after yielding compared to the model with restrained connection, better energy dissipation occurs due to deformations in the circular brace. Meanwhile, bearing capacity increases up to 8% by considering friction between the brace and increases up to 17% by considering friction between the brace and the column comparing with the released connections. On the other hand, the use of H-shaped circular brace with friction connection to the column and/or beam is not recommended due to the reduction of bearing capacity by at least 9% compared to the restrained connection.