سنجش نقش چیدمان المان‌ها در توزیع یکنواخت تنش در سیستم مهاربندی پشتیبان‌قوی با مهاربند فولادی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی گرگان، دانشگاه گلستان

2 عضو هیئت علمی

10.22034/ceej.2025.66873.2431

چکیده

قاب مهاربندی پشتیبان‌قوی از جمله سیستم‌های نوین معرفی شده به منظور جلوگیری از مکانیزم طبقه نرم است. در این سیستم، با استفاده از یک خرپا الاستیک نیازهای لرزه‌ای را در ارتفاع طبقه توزیع کرده و از تشکیل طبقه نرم جلوگیری می‌کند. با وجود رفتار مناسب این سیستم در مطالعات صورت گرفته، این مطالعات محدود بوده و جنبه‌های مختلف موثر بر طراحی این سیستم نیازمندی بررسی بیشتر است. در این مطالعه پیکربندی‌های متفاوت خرپا الاستیک و مهاربندهای ناحیه غیرارتجاعی مورد بررسی قرار گرفته تا اثرات آن در رفتار سازه و توزیع نیروهای ایجاد شده در اعضای خرپا الاستیک تحت بارگذاری استاتیکی چرخه‌ای ارزیابی شود. نتایج این مطالعه بیانگر آن بود که استفاده از قید تسیلم‌شونده می‌تواند موجب کاهش نیرو تا 30% در سایر اعضای خرپا الاستیک شود اما بعد از کمانش، موجب تجمع تغییرشکل تا 30% در یک طبقه می‌شود و نیروی سایر اعضا را افزایش می‌دهد. استفاده از قید تسیلم‌شونده در طبقه اول، ضمن افزایش مقاومت سازه، نیرو ایجاد شده در قیدها را تا 30% کاهش داده اما موجب افزایش نیروی آپلیفت ستون تا 20% می‌شود. ارزیابی پیکربندی‌های متفاوت بیانگر آن بود که استفاده از پیکربندی هفتی و هشتی موجب افزایش قابل‌توجه نیرو در اعضای خرپا الاستیک تا 100% شده است که می‌توان با استفاده از قیدهای تسلیم شونده، نیروهای ایجاد شده در خرپا الاستیک را تا میزان 50% کاهش داد.کاهش طول ناحیه غیرارتجاعی، موجب گسیختگی سریع‌تر مهاربندها و در نتیجه افت مقاومت قابل توجه در تغییرمکان‌های بالا می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of the Role of Element Arrangement in Uniform Stress Distribution within the StrongBack Braced System with Steel Brace

نویسندگان [English]

  • Aryan Fatahzadeh 1
  • Ali Biglari Fadafan 2
1 Department of Civil Engineering, Golestan University
2 faculty member
چکیده [English]

strongback brace frame is one of the new systems introduced to prevent the soft story mechanism. Despite the appropriate behavior of this system in studies, these studies are limited and the various aspects affecting the design of this system require further investigation.In this study, various configurations of the elastic truss and inelastic bracing members were investigated to evaluate their effects on the structural behavior and force distribution in the elastic truss members under cyclic static loading. The results indicate that the use of yielding ties can reduce the forces in other members of the elastic truss by up to 30%. However, after buckling occurs, these ties lead to a concentration of deformation—up to 30%—in a single story, which consequently increases the forces in other members. Implementing a yielding tie in the first story not only increases the overall structural strength, but also reduces the force in other ties by up to 30%. Nevertheless, it leads to an increase of up to 20% in the uplift force of the column. The evaluation of different configurations also revealed that using V- and inverted V-shaped (chevron) layouts significantly increases the forces in elastic truss members—by up to 100%. However, by applying yielding ties, it is possible to reduce these forces by approximately 50%. Furthermore, reducing the length of the inelastic region, although initially decreasing the induced forces, leads to premature failure of the braces during higher displacement cycles, resulting in a significant drop in structural strength at large deformations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Strongback Braced Frame
  • cyclic static loading
  • elastic truss
  • soft story