اصلاح مدل ساده شده قاب جایگزین برای قاب خمشی فولادی با دهانه‌های نامساوی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

2 گروه سازه و زلزله/ دانشکده مهندسی عمران/ دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل/ بابل/ مازندران/ ایران

3 استادیار گروه مهندسی عمران و مهندسی نقشه برداری، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

امروزه در حوزه مهندسی سازه و زلزله از آنالیز‌های حجیم برای تعیین پاسخ‌های دینامیکی سازه استفاده می‌شود. انجام این آنالیزها با استفاده از مدل‌های دارای جزئیات، هزینه محاسباتی و زمان آنالیز بسیار بالایی است. برای رفع این مشکل می‌توان از مدل‌های ساده شده‌ای استفاده کرد که ضمن پیش‌بینی نسبتا دقیق پاسخ، زمان آنالیزها را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. برخی از مدل‌های ساده شده فقط برای به دست آوردن پاسخ‌های کلی سازه مناسب هستند، اما مدل‌های ساده شده‌ی دقیق‌تری وجود دارند که جزئیات مدل اصلی را با دقت بالایی مدل‌سازی می‌کنند. یکی از این مدل‌ها، مدل ساده شده‌ی قاب جایگزین است. هدف از این تحقیق، توسعه مدل قاب جایگزین برای قاب خمشی فولادی با دهانه‌های نابرابر است. بدین منظور، با اصلاح سختی تیر و رفتار غیرخطی فنر‌های مفصل پلاستیک، مدل قاب جایگزین اصلاح شده برای دهانه‌های نابرابر ارائه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که مدل ارائه شده با دقت بالایی پاسخ‌های مدل‌های دارای جزئیات را تخمین می‌زند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modification of Substitute Frame for steel moment frames with irregular bay lengths

نویسندگان [English]

  • Sayyed Ahmad Ahmadian 1
  • Horr Khosravi 2
  • Alireza Banihashem 3
  • Sara Farzaneh 1
1 Department of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 Department of civil engineering/ Babol Noshirvani Institute of Technology/ Babol/ Mazandaran/ Iran
3 Department of Civil Engineering and Surveying Engineering, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Mass nonlinear dynamic analysis is unavoidable in many fields of earthquake and structural engineering, such as incremental dynamic analysis, probabilistic performance-based design, and optimization approaches. Using simplified models with fewer degrees of freedom instead of detailed original models to a great extent reduces the computational cost and prevents extremely time-consuming analysis. Among different simplified models for steel moment frames, stick models (such as shear beam models) only use the global story stiffness to estimate the original model responses, which do not consider the structural configuration. The stick models are only suitable for obtaining the general responses of the structure, such as global and interstory drift. However, simplified frame models are the more accurate simplified models that consider the details of the original frame, such as beam and column elements, nonlinear plastic hinge springs, and joint rotations. Substitute Frame is one of these models, which is a one-bay frame that predicts the structural responses for concrete and steel moment frames with very high accuracy. The purpose of this research is to develop a substitute frame model for steel moment frames with unequal bay lengths. For this purpose, the beam stiffness and nonlinear behavior of rotational springs were modified based on linear and nonlinear structural analysis approaches and the proposed model is called Modified Substitute Frame. In the following, to evaluate the accuracy of the proposed model, three types of 12-story buildings with unequal bay lengths were designed using ASCE7-16 and AISC 341-16 criteria and subjected to three different ground motion data sets, i.e. far field, near field with pulse and without pulse ground motions. The nonlinear time history analysis results showed that the Modified Substitute Frame predicts the original frame responses with very high accuracy. Moreover, the Modified Substitute Frame prediction was more precise than the Improved FishBone model which was recently presented for moment frames with unequal bay lengths.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modified Substitute Frame
  • Simplified models
  • Steel moment frame
  • Nonlinear Dynamic Analysis