شماره ركورد
25928
شماره راهنما
CIV3 33
عنوان
تحليل قابليت اعتماد تير پيوند و اعضاي طراحي شده بر مبناي ظرفيت در قابهاي مهاربندي شده واگرا
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي عمران - سازه
دانشكده
مهندسي عمران و حمل و نقل
تاريخ دفاع
1404/06/29
صفحه شمار
180 ص .
استاد راهنما
مريم داعي
كليدواژه فارسي
قاب مهاربندي واگرا , قابليت اعتماد , طراحي بر مبناي ظرفيت , اعضاي نيرو كنترل , تحليل ديناميكي فزاينده , ايمني فروريزش
چكيده فارسي
در طراحي سازههاي مقاوم در برابر زلزله، به منظور دستيابي به رفتار شكلپذير و ظرفيت اتلاف انرژي، از اصول طراحي بر مبناي ظرفيت استفاده ميشود. قابهاي مهاربندي واگرا نمونهاي از سيستمهاي مقاوم لرزهاي هستند كه شكلپذيري و سختي جانبي بالايي را به طور همزمان ارائه ميدهند. در اين سيستمها، تير پيوند عضو تغييرشكل كنترل بوده و وظيفه استهلاك انرژي لرزهاي را بر عهده دارد. ساير اعضاي قاب، شامل مهاربندها، ستونها، تيرهاي خارج از ناحيه پيوند و اتصالات، اعضاي طراحي شده بر مبناي ظرفيت بوده و بر اساس نيروهاي ناشي از تسليم تير پيوند طراحي ميشوند. در طراحي معمول اعضاي سازهاي، تقاضاي نيرو ناشي از بارهاي مرده، زنده، باد، برف است، در حالي كه در اعضاي طراحي شده بر مبناي ظرفيت، تقاضاي نيرو ناشي از مقاومت تسليم اعضاي تغييرشكل كنترل است. در اين رساله، قابليت اعتماد تير پيوند، به عنوان عضو تغييرشكل كنترل، و مهاربندها و ستونها، به عنوان اعضاي طراحي شده بر مبناي ظرفيت، در قابهاي مهاربندي واگرا مورد بررسي ميگيرد.
مطابق با اصول طراحي بر مبناي ظرفيت، طراحي تير پيوند به طور مستقيم بر طراحي ساير اعضاي قاب تاثيرگذار است. از اينرو، در نظر گرفتن عوامل موثر بر طراحي تير پيوند براي اطمينان از عملكرد مطلوب سيستم ضروري است. يكي از عوامل موثر بر رفتار تير پيوند وجود نيروي محوري است. در اين رساله، با استفاده از مدلسازي عددي، تاثير نيروي محوري بر مقاومت برشي تيرهاي پيوند كوتاه از منظر قابليت اعتماد مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در غياب نيروي محوري تيرهاي پيوند سطح ايمني مورد نياز آييننامه را تامين ميكنند. با اين حال، با افزايش نيروي محوري، شاخص قابليت اعتماد كاهش يافته و سطح ايمني مورد نياز تامين نميگردد.
علاوه بر اين، قابليت اعتماد مهاربندها و ستونها در قابهاي واگراي چند طبقه، به عنوان اعضاي طراحي شده بر مبناي ظرفيت، مورد بررسي قرار گرفت. روش قابليت اعتماد استفاده شده تركيبي از روشهاي قابليت اعتماد LRFD و FEMA P695 بوده و به طور خاص، تاثير عواملي همچون اضافه مقاومت سيستم، منحني خطر لرزهاي سايت و تاثير خرابي عضو بر فروريزش سيستم را در تعيين ضرايب طراحي γ و ϕ براي اعضاي طراحي شده بر مبناي ظرفيت را در نظر ميگيرد. براي اين منظور، مدلهاي غيرخطي از قابهاي واگراي 3، 8 و 16 طبقه شامل تيرهاي پيوند كوتاه، متوسط و بلند در نرمافزار اپنسيس ايجاد شدند. نتايج تحليل نشان داد به دليل تقاضاي نيروي ناشي از تسليم تيرهاي پيوند طبقات بالاتر بر ستونها، ضريب تقاضاي نيروي ستونها نسبت به مهاربندها متفاوت است. همچنين، با افزايش تعداد طبقات، احتمال تسليم همزمان تيرهاي پيوند طبقات كاهش يافته و در نتيجه، ضريب تقاضاي نيروي ستونهاي طبقات پايينتر نيز كاهش مييابد.
كليدواژه لاتين
Eccentric braced frame , reliability , capacity design , force-controlled members , pushover analysis , collapse safety
عنوان لاتين
Reliability analysis of link beam and capacity-designed components in the eccentrically braced frames
گروه آموزشي
مهندسي عمران
چكيده لاتين
In the design of earthquake-resistant structures, the capacity based design approach is employed to achieve ductile behavior and energy dissipation capacity. Eccentrically braced frames (EBFs) are examples of seismic-resistant systems that simultaneously provide ductility and high lateral stiffness. In these systems, the link beam is the deformation-controlled member and is responsible for dissipating seismic energy through shear or flexural yielding (or a combination of both). Other frame members, including braces, columns, beams out of link, and connections, are capacity-based design members and are designed based on the forces resulting from the yielding of the link.
In the design of EBFs, the link is initially designed based on reduced seismic forces, and then other members are designed to have elastic behavior, considering the forces resulting from the yielding of the links. In the conventional design of structural members, the demand force is due to dead, live, wind, snow, and other loads, whereas in capacity based design members, the demand force is due to the yield strength of the deformation-controlled members. In this thesis, the reliability of the link, as the deformation-controlled member, and the braces and columns, as capacity based design members, in EBFs is investigated.
According to the capacity based design approach, the design of the link directly affects the design of other frame members. Therefore, considering the factors affecting the design of the link is essential to ensure the disired performance of the system. One of the factors affecting the behavior of the link is the axial force. In this thesis, the effect of axial force on the shear strength of short link beams is investigated from a reliability perspective using numerical modeling. Numerical models of short link beams with different lengths under various axial forces were created in Abaqus, and the reliability of their shear strength was evaluated according to Eurocode. The results showed that in the absence of axial force, the link beams provide the required safety level according to the code. However, with increasing axial force, the reliability index decreases, and the required safety level is not achieved. Furthermore, according to the principles of reliability, a modification factor for the shear strength of short link beams under axial force was proposed to ensure the required safety level.
Additionally, the reliability of braces and columns in multi-story EBFs, as capacity based design members, was investigated. The reliability method used was a combination of the LRFD and FEMA P695 reliability methods, and specifically, the effects of factors such as system overstrength, site seismic hazard curve, and the impact of member failure on system collapse were considered in determining the design factors for capacity based design designed members. For this purpose, nonlinear models of 3-, 8-, and 16-story EBFs, including short, medium, and long lins, were created in OpenSees. The objective was to investigate the effect of link type and number of stories on the force demand on braces and columns. The results of the analysis showed that due to the force demand resulting from the yielding of the link beams in upper stories on the columns, the demand factor for columns is different from that of braces. Furthermore, with an increase in the number of stories, the probability of simultaneous yielding of link beams in the stories decreases, and consequently, the demand factor for columns in lower stories also decreases.
تعداد فصل ها
7
فهرست مطالب pdf
161072
نويسنده