مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل

مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل

قابلیت اعتماد لرزهای پایه های فولادی پلهای مجهز به مهاربند کمانش ناپذیر با هسته سوراخدار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران
10.22075/jtie.2026.41541.1771
چکیده
در چند دهه اخیر خسارات جبران‌ناپذیر زلزله در جهان به خصوص در کشور ما، تعیین عملکرد لرزه‌ای سازه‌ پل ها برای رسیدن به شرایط پایدار از نظر مهندسی در کنار هزینه‌های اعمالی بسیار مهم است. قابلیت استفاده از سیستم‌های لرزه‌ای تا حدود زیادی وابسته به قابلیت اعتماد آن ها در برابر بارهای لرزه‌ای و رفتار مناسب آن‌ها است. سیستمهای مهاربند کمانش‌ناپذیر نوع جدیدی از سیستم‌های لرزه‌بر هستند که در دو دهه اخیر با استقبال زیادی مواجه بوده‌اند. با این حال تاکنون رفتار کلان مقیاس آن ها در زلزله‌ها مورد بررسی قرار نگرفته است. نوع جدیدی از این سیستم‌ها با عنوان سیستم‌های مهاربند کمانش‌ناپذیر با هسته سوراخ دار معرفی شده‌اند. بعد از طراحی مقاطع و قاب‌های فولادی در نرم‌افزار ایتبس، مدلسازی قابها در نرم‌افزار آباکوس و تحلیل آنها تحت رکوردهای زلزله انجام شد، سپس در نرم افزار اپنسیس دریفت محاسبه شده و منحنی‌های شکنندگی بدست می‌آید. این منحنی‌ها، احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را برای چندین سطح از جنبش‌های لرزه‌ای زمین بیان می‌کند. استفاده از مهاربندهای کمانش‌ناپذیر با هسته سوراخ‌دار باعث ایجاد شکل‌پذیری بالاتر و ظرفیت بالاتر شده و می‌توان برای بهره‌بردای و سطح عملکرد بالاتر از سازه پل ، از مهاربندهای کمانش‌ناپذیر با هسته سوراخ‌دار برای سازه‌های فولادی پایه های پل ها استفاده نمود. نتایج نشان داد که استفاده از مهاربند BRB سوراخ دار پاسخ لرزه‌ای مدل تحت بررسی را تا حد بسیار زیادی کنترل نموده و مقدار تغییرمکان جانبی طبقات، آسیب‌پذیری سازه، سطح خرابی المانها و تعداد المانهای خراب شده را کاهش می‌دهد. همچنین مقدار آستانه تحمل سازه را بسیار افزایش می‌دهد. با تحلیل نمودارهای دریفت نتیجه شد که دریفت طبقات در قاب 19 طبقه بیشتر از قابهای دیگر می‌باشد. از نمودارهای منحنی شکنندگی می‌توان اینگونه دریافت کرد که هرچقدر میزان PGA بیشتر شود، سازه به حالت خرابی کامل نزدیکتر می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Seismic Reliability of Steel Frames piers Equipped with Perforated-Core Buckling-Restrained Braces

نویسندگان English

Alireza Mortezaei
Amir Esmaeil Gholam
Ali Hemmati
Department of Civil Engineering, Se.C., Islamic Azad University, Semnan, Iran
چکیده English

In recent decades, due to the irreparable earthquake damage observed worldwide—especially in Iran—determining the seismic performance of structures to achieve stable conditions has become highly important from an engineering perspective, in addition to considering the associated costs. The usability of seismic systems largely depends on their reliability under seismic loads and their appropriate behavioral response. Buckling-Restrained Brace (BRB) systems are a new type of seismic force-resisting system that have gained significant popularity over the past two decades. However, their large-scale behavior during earthquakes has not yet been thoroughly investigated. A new type of these systems, known as the perforated-core BRB system, has been introduced and has shown favorable behavior in experimental tests. In this research, four steel frames with 4, 8, 13, and 19 stories were first selected. After designing the steel sections and frames in ETABS software, the frames were modeled in Abaqus software and analyzed under earthquake ground motion records. Story drift was then calculated in OpenSees software, and fragility curves were obtained. These curves represent the probability that structural damage will exceed a specified damage level for several intensities of seismic ground motions. The use of a perforated-core BRB provides higher ductility and greater load-bearing capacity, and this system can be used for steel structures to achieve enhanced structural performance and efficiency. The results showed that the perforated BRB significantly controlled the seismic response of the investigated models, reducing lateral story displacements, structural vulnerability, the damage level of structural elements, and the number of damaged elements. It also substantially increased the structural load-bearing capacity. Analysis of the drift diagrams indicated that story drifts in the 19-story frame were larger than those in the other frames. From the fragility curve diagrams, it can be observed that as the peak ground acceleration (PGA) increases, the building approaches complete failure.

کلیدواژه‌ها English

Finite element method
Perforated buckling-restrained brace (PCBRB)
Fragility curve
Peak ground acceleration (PGA)
Seismic response

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 09 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 19 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 06 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش 09 مهر 1405
  • تاریخ انتشار 09 مهر 1405