يادداشت پژوهشي: ارزيابي تاثير صلبيت ورق اتصال مهاربند در رفتار لرزهاي قاب‌هاي مهاربندي ويژه

An investigation on the effect of gusset plate connection rigidity on the seismic behavior of special concentrically braced frames

در طراحي سازه‌هاي واقع در شهرهاي كوچك به منظور مقاومت در برابر بارهاي جانبي عموما از سيستم مهاربندي همگراي ويژه استفاده مي‌گردد. اين سيستم مهاربندي از طريق رفتار غيرالاستيك در مهاربند (كمانش و تسليم كششي) متحمل تغييرشكل‌هاي بزرگي ميشود. در مدل‌سازي هاي رايج، معمولا اثر ورق اتصال مهاربند در تامين صلبيت اتصالات تير به ستون و در نتيجه بهبود عملكرد سيستم مهاربندي در رفتار پس كمانشي آن در نظر گرفته نمي‌شود. در اين مقاله با استفاده از روش پيشنهادي رودر در مدل‌سازي ورق اتصال، به بررسي اثر صلبيت ورق اتصال در رفتار لرزه‌اي سيستم مهاربندي همگرا پرداخته شده است. براي اين منظور، چهار قاب 3، 6، 9 و 12 طبقه يك بار به صورت رايج (مفصلي) و يك بار با استفاده از روش پيشنهادي رودر مدل‌سازي شده و سپس توسط نرم افزارOpenSees تحت تحليل‌هاي غير خطي استاتيكي و ديناميكي تاريخچه زماني قرار گرفته‌اند. نتايج نشان مي‌دهد كه در قاب‌هاي مدل‌سازي شده به روش رودر ظرفيت باربري بيشتر، دريفت‌هاي كلي و ميان طبقه‌اي كمتر و پايداري بيشتر است. همچنين مشاهده شد در اين قاب‌ها ضريب رفتار و ضريب اضافه مقاومت ستون‌ها بيشتر مي‌باشد.

Special concentrically braced frames (SCBFs) are commonly used to resist lateral loads in buildings. The bracing system sustains large deformations due to inelastic behavior in bracing members (buckling and yielding in tension). Generally, in the conventional modeling strategy, the effect of gusset plates in providing beamcolumn connections rigidity and hence, improving the postbuckling performance of these frames is not taken into account. This paper deals with the effect of gusset plate rigidity on the seismic behavior of SCBFs using Roeder’s proposed model in the literature. In this paper, four 3, 6, 9 and 12story SCBFs were designed and modeled using two distinct methods: conventional method with hinged connections and Roeder’s method with semirigid connections. Then, the models behavior was investigated with both pushover analysis and nonlinear timehistory analysis using OpenSees software. The results showed that lateral load capacity of the frames modeled with the Roeder’s proposed model are about 10% larger than the conventional method’s capacity. Also, it was found that the semirigid model leads to a less drift ratios and more overstrength factors.