بررسی تأثیر استفاده از مهاربند شورون بر ضریب رفتار و نسبت شکل‌پذیری سازه‏های بتن آرمه

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی خوی، دانشگاه صنعتی ارومیه

2 سازمان نظام مهندسی خوی

چکیده

در این مقاله، به بررسی رفتار هیسترزیس (Hysteresis) سازه‏ های بتن ‏آرمه مقاوم ­سازی شده با مهاربند فولادی شورون (Chevron) پرداخته شده است. هدف از تحقیق، بررسی تأثیر مهاربند شورون، بر ضریب رفتار و نسبت شکل ­پذیری سازه‏ های بتن ‏آرمه می‏ باشد. بدین منظور، ابتدا دو سازه‏ 3 و 6 طبقه‏ واقع در شهرستان خوی، بر روی خاک تیپ 3 با سقف تیرچه بلوک به­ کمک نرم ­افزار ایتبس (ETABS) مدل‏سازی، تحلیل و طراحی شد، سپس از هر کدام از این سازه ‏ها، یک از قاب استخراج و در نرم­ افزار سایزمواستراکچرز (Seismostruct)، مدل‏سازی و تحت تحلیل پوش ‏اور قرار گرفته، منحنی‏ های ظرفیت آن‏ها، استخراج گشت. سپس همان قاب‏ ها، با مهاربند اضافه شده‏ شورون به مقطع box10، تحت تحلیل پوش‏ اور قرار گرفتند و منحنی طرفیت آن‏ها نیز، استخراج شد. پس از دو خطی کردن تمام منحنی ‏های مذکور به ­روش یانگ (Uang)، ضریب رفتار و نسبت شکل ­پذیری مربوط به آن‏ها، محاسبه گردید. نتایج به ­دست آمده نشان داد که اضافه کردن مهاربند فولادی شورون به قاب بتن ‏آرمه، ضریب رفتار، سختی، انرژی جذب شده و نسبت شکل­ پذیری این سیستم سازه‏ای را بهبود داده، می‏تواند بار نهائی سازه را، افزایش دهد. نتایج نشان­ دهنده‏ افزایش میزان افزایش ضریب رفتار و نسبت شکل­ پذیری با افزودن بادبندی شورون به مدل ‏های مختلف، بین 31 تا 205 درصد است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating Effect of Chevron Bracing on Coefficient of Behavior and Ductility Ratio of Reinforcement Concrete Structures

نویسندگان [English]

  • Masood Danesh 1
  • Akbar Alizadeh 2
1 Khoy Faculty of Civil Engineering, Urmia University, Khoy, Iran
2 Khoy Engineering System
چکیده [English]

Earthquake is an unpredictable and destructive event that affects most of urban regions. It is a necessary job to reduce the earthquake damages to a minimum level. The supervision of an especial organization on design principles is an effective solution to minimize structures damages. On the other hand, there are plenty of buildings that have been constructed before establishment of supervision organizations. Two solutions can be introduced to these structures. The first is demolition and reconstruction; the second is retrofitting. The first is not satisfactory because of its high cost, however, the second is usually preferred. The second solution is cost-effective and has been proved that can be useful to minimize the seismic risks. One of the methods to retrofit concrete structures is using steel bracings. Chevron bracings were used in this paper to retrofit the concrete structure. The changes in seismic parameters like coefficient of behavior, initial stiffness, absorbed amount of energy, and ductility ratio were calculated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Strengthening
  • Chevron steel brace
  • Concrete frame
  • Coefficient of Behavior
  • Ductility ratio
اسفندی سرافراز م، دانش ف، "مقاوم­سازی خمشی ستون‏های بتن مسلح با استفاده از میلگردهای کامپوزیتی مدفون در سطح"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه امیرکبیر، 51، 128-19.
اکبری ر، ماهری م ر، "بررسی ضریب رفتار سیستم سازه‏ای قاب بتن مسلح مقاوم شده با بادبند فولادی"، اولین کنفرانس ایمن­سازی و بهسازی سازه‏ها، تهران، دانشگاه امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، 1381.
امیدعلیزاده م، شایانفر ج، نعمت­زاده م، "ارزیابی عملکرد لرزه‏ای قاب‏های بتن مسلح مقاوم­سازی شده با استفاده از سیستم ژاکت بتنی"، نشریه مهندسی عمران مدرس، 1397، 18، 35-25.
ایرجی ا، دانش م، "ارزیابی عملکرد لرزه‏ای ساختمان‏های با قاب خمشی ویژه تقـویت شده با بادبند همگرای شورون"، چهارمین کنفرانس صنعت ساختمان، تهران، دانشگاه تهران، 1399.
بیرقی ح، "اثر تقویت دیوار برشی بتنی با کمک مهاربند کمانـش‌ناپذیر تحت نگاشت حوزه دور و نزدیک"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، 1398، 49، 23-33.
پورآسیابدری ع، صفری سیاهکل م، "معرفی برنامۀ تعیین ضریب رفتار سازه به ­روش دوخطی کردن نمودار ظرفیت"، همایش ملّی مقاوم سازی ایران، یزد، دانشگاه یزد، 1387.
پهلوان ح، ناصری ع، عین ­الهی آ، "ارزیابی آسیب­ پذیری لرزه ‏ای ساختمان‏ های بتن­ آرمه مقاوم ­سازی شده با روش ژاکت فولادی ستون ‏ها به روش احتمالاتی"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه امیرکبیر، 2018، 591، 88-51.
حجازیان س ع، بخشی ح، "بررسی انواع روش‏ های مقاوم ­سازی لرزه ‏ای و تعمیر سازه ‏های آسیب ­دیده"، پانزدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور، دانشگاه ارومیه، 1393.
مدندوست ر، میرعبدالمجید م، طاهری ا، "ضریب رفتار قاب بتنی تقویت شده با مهاربند فولادی و ستون ‏های پوشش شده"، ششمین کنفرانس بین ­المللی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1382.
رسولی ا، قربانی ع، "ارزیابی اقتصادی روش‏ های رایج مقاوم ­سازی سازه ‏های بتن ­آرمه با استفاده از تحلیل پوش­ آور"، نشریه عمران و پروژه، 1398، 1، 39-27.
سلاجقه ج، حبیبی ‏پور ر، "بررسی ضریب رفتار قاب بتنی تقویـت شده با مهاربنـد فولادی واگرا (EBF)، پنجمین کنفرانس بین ­المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، پژوهشگاه بین ­المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، 1386.
فرزام م، غنی‌زاده م، سروقدمقدم ع، "بررسی عملکرد لرزه‌ای دیوار برشی کوتاه شکاف‌دار"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، 2019، 49 (1)، 16-1.
کارگران ع، خیرالدین ع، "مقاوم ­سازی لرزه ‏ای ستون‏ های کوتاه بتن ­آرمه به ­روش سطحی و نزدیک به سطح با صفحات CFRP و فولاد مقاومت بالا، نشریه علوم و مهندسی زلزله، 1398، 6، 39-15.
گرامی م، سیاه ­پلو ن، وهدانی ر، "ارزیابی نیازهای غیرارتجاعی تغییر شکل در قـاب‏ های منظم فولادی به ­کمک روش بار افزون"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، انتشار آنلاین از تاریخ 17 شهریور 1398.
ممقانی م ح، حاجی­ میر اسماعیلی س م، "کتاب راهنمای جامع نرم­ افزار Seismo struct"، هدایت، تهران، 1393.
موسوی خلخالی س ع، پورشاء م، افشین ح، چناقلو م ر، "مقایسه روش ‏های ارزیابی سریع آسیب ­پذیری لرزه ‏ای برای ساختمان‏ های مسکونی در تبریز با به ­کارگیری فرآیند تحلیل سلسله مراتبی"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، 1398، 49 (1)، 37-23.
Asgarian, B, Shokrgozar HR, “BRBF response modification factor”, Journal of Constructional Steel Research, 2009, 65, 290-98.
Bush TD, Jones EA, James O, Jirsa JO, “Behavior of RC frame strengthened using structural steel bracing”, Journal of Structural Engineering, 1991, 117, 1115-26.
Code, Uniform Building. “Uniform building code”, International Conference of Building Officials, Whittier, CA., 1997.
Dai, Hongjun, Ai Qi, “Analysis of performance of reinforced concrete frame structure with staircase based on ETABS”, Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 6, 2009.
Goel, Subhash C, Lee H, “Seismic strengthening of RC structures by ductile steel bracing system”, Proc. 4th US NCEE, 1990, 12, 645-66.
Jones, Elizabeth A, James Otis Jirsa, “Seismic strengthening of a reinforced concrete frame using structural steel bracing (Phil M. Ferguson Structural Engineering Laboratory, Department of Civil …), 1986.
Ohishi H, Masatsune T, Yoshitoshi Y, “A seismic strengthening design and practice of an existing reinforced concrete school building in Shizuoka city”, Proceedings of the Ninth World Conference on Earthquake Engineering, 1988, 415-20.
Shah, Mrugesh D, Sumant B, Patel. “Nonlinear static analysis of RCC frames (software implementation ETABS 9.7)”, National Conference on Recent Trends in Engineering & Technology, 2011, 1-6.
Transportation, California Department of. “Caltrans seismic design criteria”, Caltrans Sacramento, CA., 2006.
Uang, Chia-Ming. “Establishing R (or R W) and C d factors for building seismic provisions”, Journal of Structural Engineering, 1991, 117, 19-28.
Whittaker, Andrew S, Chia-Ming Uang, Vitelmo Victorio Bertero, “Earthquake simulation tests and associated studies of a 0.3-scale model of a six-story eccentrically braced steel structure (Earthquake Engineering Research Center”, College of Engineering, University, 1987