ارزيابي عملكرد سيستم تركيبي قاب-پانل در رفتار لرزه‌اي

Investigation of Seismic Behavior of Frame-Panel Systems

- با توجه به اهميت سبك‌سازي، بهينه‌سازي و صرفه‌جويي در مصرف سوخت در ساختمان، استفاده از پانل‌هاي سه‌بعدي به‌عنوان ديوارهاي داخلي و خارجي، بار‌بر و جدا‌كننده و همچنين به‌عنوان سقف ساختمان‌ها، در حال افزايش است. در حال حاضر استفاده از پانل‌ها در كنار قاب سازه‌اي، بدون در نظر گرفتن اندركنش قاب و پانل نيز به شكل قابل توجهي افزايش پيدا كرده است. با توجه به تفاوت رفتاري قاب و پانل (در مودهاي برش و خمش) پيش‌بيني مي‌شود كه تركيب اين دو سيستم در ارتفاع، موجب تغيير رفتار لرزه‌اي سيستم‌هاي تركيبي، نسبت به هر كدام از سيستم‌هاي تنها شود. در اين مقاله، در ابتدا رفتار لرزه‌اي قاب‌هاي فولادي و پانلي 3، 5 و 10 طبقه تحت ركوردهاي السنترو، طبس و ناغان در نرم افزار ANSYSمورد بررسي قرار گرفته، سپس هريك از دهانه هاي قاب، توسط پانل پر و تاثير پرشدگي دهانه‌هاي مختلف در رفتار لرزه‌اي سيستم‌هاي تركيبي ارزيابي شده است. در پايان و پس از بررسي‌هاي انجام‌شده مشخص شد كه استفاده از پانل‌ها علاوه بر تاثير مثبت در متعادل كردن و كاهش تغيير مكان‌هاي نسبي در ارتفاع، سبب بهبود رفتار لرزه‌اي سيستم شده و قابليت استهلاك انرژي سيستم را افزايش مي دهد. پوشش 33 درصد از دهانه قاب به‌وسيله‌ي پانل، حداقل 100% سطح زير منحني پوش را افزايش و حداقل 35% تغيير مكان بام سازه را، تحت ركوردهاي مختلف زلزله، كاهش داده است.

Implementation of 3D panels in buildings is increasing due to the importance of lightening, optimizing and reduction of fuel consumption. These panels are used as interior, outer, load bearing and partitioning walls beside the structural frame without considering the frame-panel interaction. Steel frames act in shear mode and panel frames act in flexure; hence, combining the two systems will change the structural behavior of each system. So, investigation of the seismic behavior of combined systems using nonlinear dynamic methods seems to be mandatory. In this article, frames with 3, 5 and 10 stories (filled in different bays by panel) were modeled in ANSYS. These frames were then analyzed under Elcentro, Tabas and Naghan seismic records. The results illustrated that using panel not only results in more acceptable drifts, but also it lets the system to have a better seismic behavior and more energy dissipation. For example, the displacements of the structures in the highest level decrease more than 35% by using one bay panel for filling steel frames. This amount of filling also leads to more than 100% increase in the area under the base shear-displacement diagram of a steel frame.