توسعۀ‌ یک مدل تحلیلی تغییر مکان کنترل برای رفتار چرخه‌ای سازه‌ها با در نظر گرفتن اثرات باریک‌شدگی، کاهش سختی، کاهش مقاومت و لغزش

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 4، دوره 28، شماره 2 - شماره پیاپی 16، فروردین 1395، صفحه 39-56   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v28i2.37715

نویسندگان

مهران زینلیان^* ؛ مهدی مختاری

دانشگاه اصفهان

چکیده

ارزیابی و ارائۀ مدل‌های تحلیلی مناسب برای بررسی و پیش‌بینی رفتار چرخه‌ای سازه‌ها همواره مورد توجه محققان و طراحان سازه بوده است. در این مقاله یک مدل تحلیلی برای نشان دادن رفتار چرخه‌ای سازه‌ها با در نظر گرفتن اثرات کاهندگی شامل باریک‌شدگی، کاهش سختی، کاهش مقاومت و لغزش معرفی شده است. این مدل بر مبنای مدل مستقل می‌باشد، به‌طوری‌که اثر لغزش نیز مورد توجه قرار گرفته است. این مدل براساس یک سیستم تک‌درجه آزادی، چنددرجه آزادی-چندخطی و نیز توسعۀ معادلات دیفرانسیل مشتقات جزئی مرتبط بیان می‌شود. مدل پیشنهادی مشخصات اصلی سیکل‌های چرخه‌ای را با استفاده از پارامتر‌های قابل اندازه‌گیری سازه از طریق آزمایش، نشان می‌دهد. از آن‌جا که معمولاً آزمایشهای رفتار لرزه‌ای صورت‌گرفته بر روی قاب‌های سازه‌ای توسط محققان، به‌صورت تغیییر مکان–کنترل میباشند، لذا برای تطبیق مناسب نتایج تحلیلی با نتایج آزمایشگاهی، مدل ارائه‌شده به‌صورت تغییر مکان–کنترل نیز توسعه داده شده است. این مدل برای ترکیبات سازه‌ای مختلف با انواع مصالح مختلف از جمله فولاد، بتن و... استفاده می‌گردد. رژیم بارگذاری چرخه ای اعمال شده به مدل براساس روش B استاندارد ASTM E2126-07 می باشد. به‌منظور بهتر نشان دادن عوامل کاهندگی بر رفتار چرخهای سازه و ارزیابی عملکرد مدل ارائه‌شده، مثال‌های متعددی از یک سیستم سازه‌ای ارائه گردیده است. نتایج حاصل، نشا‌ن‌دهندۀ اثر قابل ملاحظۀ هر یک از اثرات کاهندگی بر پاسخ چرخه‌ای انواع سیستم‌های ساز‌ه‌ای می‌باشد. هم‌چنین نشان داده شده مدل اصلاح‌شدۀ تغییر مکان کنترل، تطبیق بهتری با نتایج حاصل از آزمایش‌های تجربی دارد.

کلیدواژه‌ها

رفتار چرخه‌ای؛ مدل تحلیلی، تغییر مکان-کنترل؛ باریک شدگی؛ کاهش سختی؛ کاهش مقاومت، لغزش

سایر فایل های مرتبط با مقاله

4.pdf

مراجع

1. Clough, R. W., "Effect of stiffness degradation on earthquake ductility requirements", University of California, Department of Civil Engineering, (1966).

2. Iwan, W. D., "A distributed-element model for hysteresis and its steady-state dynamic response", Journal of Applied Mechanics, vol. 33, p. 893, (1966).

3. Bouc, R., "Modèle mathematique d’hysteresis", Acustica, vol. 24, pp. 16-25, (1971).

4. Baber, T. T. and Noori, M. N., "Random vibration of degrading, pinching systems", Journal of Engineering Mechanics, vol. 111, pp. 1010-1026, (1985).

5. Casciati, F., "Stochastic dynamics of hysteretic media", Structural Safety, vol. 6, pp. 259-269, (1989).

6. Madan, A., Reinhorn, A., Mander, J. and Valles, R., "Modeling of masonry infill panels for structural analysis", Journal of structural engineering, vol. 123, pp. 1295-1302, (1997).

7. Mahin, S. A. and Lin, J., "Construction of inelastic response spectra for single-degree-of-freedom systems", University of California, Earthquake Engineering Research Center, (1984).

8. Mostaghel, N., "Analytical description of pinching, degrading hysteretic systems", Journal of Engineering Mechanics, vol. 125, pp. 216-224, (1999).

9. Mostaghel N. and Byrd, R. A., "Analytical description of multidegree bilinear hysteretic system", Journal of Engineering Mechanics, vol. 126, pp. 588-598, (2000).

10. Sivaselvan, M. V. and Reinhorn, A. M., "Hysteretic models for deteriorating inelastic structures", Journal of Engineering Mechanics, vol. 126, pp. 633-640, (2000).

11. Sivaselvan, M. V. and Reinhorn, A. M., "Lagrangian approach to structural collapse simulation", Journal of Engineering mechanics, vol. 132, pp. 795-805, (2006).

12. Ibarra, L. F. and Krawinkler, H., "Global collapse of frame structures under seismic excitations", Pacific Earthquake Engineering Research Center, (2005).

13. Zeynalian, M., Ronagh, H. and Dux, P., "Analytical description of pinching, degrading, and sliding in a bilinear hysteretic system", Journal of Engineering Mechanics, vol. 138, pp. 1381-1387, (2012).

14. USA., "ASTM-E2126-07. Standard test methods for cyclic (reversed) load test for shearresistance of walls for buildings", ed, (2007).

15. مقدم،حسن، "مهندسی زلزله: مبانی و کاربرد"، تهران، (1387).

16. Deylami, A. and Moslehi Tabar, A., "Effect of column panel zone characteristics on instability of beams with RBS moment resisting connections", Proceedings of 13th world conference on earthquake engineering, (2004).

17. Zeynalian, M. and Ronagh, H., "An experimental investigation on the lateral behavior of knee-braced cold-formed steel shear walls", Thin-Walled Structures, vol. 51, pp. 64-75, (2012).

18. Wolfram Research, I., "Mathematica", vol. Version 9.0, ed. Champaign, Illinois Wolfram Research, Inc., (2012).