مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۱، شماره ۳، صفحات ۱۳۱-۱۴۶
عنوان فارسی بررسی تاثیر مهاربند بر عملکرد و انهدام پیش رونده سازه‌های بلند فولادی با دهانه‌های بزرگ ورودی به همراه حذف ستون تحت بار جانبی
چکیده فارسی مقاله در ساخت سازه‌های بلند یکی از مهمترین نکات مورد توجه طراحان ایجاد ورودی بزرگ در طبقات پایین ساختمان می‌باشد. نیاز به وجود چنین دهانه‌های بزرگی عمدتا بدلیل مسائل معماری همچون ترافیک زیاد عبور و مرور در ورودی ساختمان، مسائل زیبایی شناسی و ورودی پارکینگ‌ها است. ایجاد این دهانه‌های بزرگ چنانچه با حذف یک ستون همراه باشد موضوع را با مسائل دیگری از مباحث سازه‌ای همچون اثر توالی ساخت، انهدام پیش‌رونده، بارهای حین اجرا و وجود یا عدم وجود تکیه گاه‌های کمکی (شمع‌های موقت) پیوند زده و مسئله را پیچیده تر می‌نماید. در این مطالعه 36 سازه منظم 10، 20 و 30 طبقه با ارتفاع 40 تا 120 متر، با سیستم قاب خمشی در برنامه ETABS در نظر گرفته شد. برای بارگذاری ثقلی ساز‌ه‌ها از مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و برای محاسبه و بارگذاری بارهای جانبی زلزله از استاندارد 2800 ایران استفاده گردیده است. پس از تحلیل دینامیکی طیفی و آنالیز بار افزون سازه‌های مذکور رفتار آنها از دیدگاه سازه‌ای و اثر استفاده از مهاربند در یک تا چهار طبقه بالایی ستون حذف شده مورد بررسی قرار گرفت. در سازه‌های مورد بررسی تغییرات روند تشکیل مفصل پلاستیک، سطح عملکرد سازه، نسبت نیاز به ظرفیت المان‌های سازه، زمان تناوب مود اول و جابه‌جایی جانبی نسبی در حالت حذف ستون کناری مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین تاثیر حذف ستون کناری به منظور ایجاد ورودی بزرگ برای ساختمان، بر احتمال خرابی پیش رونده سازه 10 طبقه فولادی مورد مطالعه قرار گرفت.  نتایج نشان داد که استفاده از مهاربند برای تقویت تیر دهانه بزرگ راه حل مناسب و اقتصادی است به ویژه مهاربندهای 7 عملکرد بهتری را در مقایسه با مهاربند شورون نشان می‌دهند، در صورتی که تعداد طبقات مهاربندی شده بالای دهانه مورد نظر تا قبل از نقطه عطف ساختمان باشند. زیرا در حالتی که مهاربندها وارد ناحیه مجاور نقطه عطف ساختمان گردند به علت شکل‌پذیری پایین در فشار،  با خرابی در فشار سبب کاهش سطح عملکرد ساختمان می‌شوند. اولین مفصل پلاستیک در هر سطح عملکردی از محل نقطه عطف آغاز می‌شود و در نتیجه استفاده از المان‌های با شکل‌پذیری پایین در این نواحی سبب کاهش شکل‌پذیری سازه می‌گردد. سازه‌های با مهاربند 7 در اکثر موارد دارای ابعاد المان کوچک‌تری نسبت به سازه‌های با مهاربند شورون بوده و اقتصادی‌تر می‌باشد. سازه‌هایی که صرفا با افزایش ابعاد مقاطع تیر و ستون و بدون اضافه نمودن مهاربند تقویت شده‌اند، نسبت به سازه‌های دارای مهاربند مقاومت بیشتری دارند. هر چند که در این حالت ابعاد تعداد زیادی از مقاطع نسبت به سازه‌های مهاربندی شده در برخی موارد تا چند برابر افزایش می‌یابد و لذا این افزایش مقاومت با افزایش زیاد هزینه توام خواهد بود. نتایج حاصل از آنالیز بار افزون و طراحی بر اساس عملکرد نشان داد در صورتی که سازه از ابتدا با فرض عدم وجود ستون طبق روش‌های متداول آیین‌نامه طراحی گردند، با در نظر گرفتن نکاتی، سازه‌ دچار کاهش سطح عملکرد نمی‌گردد و بطور کلی بهتر است از مهاربند‌های با شکل‌پذیری بالاتر استفاده شود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله سازه‌های بلند،بارجانبی،مهاربند فولادی،حذف ستون،سطح عملکرد،انهدام پیش‌رونده
عنوان انگلیسی Investigation of effect bracing in the performance and progressive collapse of steel tall building including long-span entrance and removed column under lateral loading
چکیده انگلیسی مقاله One of the most important points of interest for designers in the construction of the tall building is to create a large entrance to the lower floors of the building. The need for such large openings is mainly due to architectural issues such as high traffic congestion, aesthetics, and parking. Creating these large openings, if accompanied by the removal of a column, connects the issue with other structural issues such as the effect of the Construction sequence, progressive collapse, loads during execution, and the presence or absence of auxiliary supports (temporary piles) and making the problem more complex. In this study, 36 regular structures of 10, 20, and 30 floors with a height of 40 to 120 meters were considered with the Moment resistance frame system in the ETABS software. The Iranian National Building Code part 6 has been used for load gravity of structures and the Iranian standard No. 2800 has been used for calculation and loading of earthquake lateral loads. After spectral dynamic analysis and Pushover analysis of the mentioned structures, their behavior was examined from the structural point of view and the effect of using bracing in one to four upper floors of the removed column. In the studied structures, the changes in the process of plastic hinges formation, structural performance level, Demand- Capacity ratio (DCR) of structural elements, period of the first mode, and drift in case of exterior (non-corner) column removal were evaluated. The effect of elimination on the exterior column to create a large entrance to the building on the probability of progressive collapse of the 10-story steel structure was also studied. The results showed that the use of braces to strengthen the large span beam is a convenient and economical solution. In particular, the V braces show better performance compared to the Chevron brace, if the number of braced floors above the desired span is before the inflection point of the building. Because when the braces enter the area adjacent to the inflection point of the building, due to the low ductility in the pressure, with failure in the pressure, they reduce the level of performance of the building. The first plastic hinge at any performance level starts from the inflection point and as a result, the use of low ductility elements in these areas reduces the ductility of the structure. Structures with V brace in most cases have smaller elements than structures with Chevron braces and are more economical.  Structures that are reinforced only by increasing the dimensions of the beam and column sections and without adding bracing have more strength than structures with bracing. However, in this case, the dimensions of a large number of sections compared to the braced structures in some cases increase several times, and therefore this increase in strength will be accompanied by a large increase in cost. The results of pushover analysis and performance-based design showed that if the structure is designed from the beginning according to the common code design, assuming the absence of columns, the structure does not experience a reduction in performance and is generally better than to use braces with higher ductility.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله tall buildings,lateral loading,steel brace,removed column,Performance level,progressive collapse
نویسندگان مقاله علی خیرالدین | Ali Kheyroddin
Department of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
دانشکده عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

زهرا پاکدل | Zahra Pakdel
Department of Civil Engineering, Islamic Azad University of Semnan Branch, Semnan, Iran
دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان، سمنان، ایران

فهیمه مالکی | Fahimeh Maleki
Department of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
دانشکده عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

نشانی اینترنتی http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-53730-1&slc_lang=fa&sid=16
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی اصیل (کامل)
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات