بررسی تأثیر مدل های رفتاری پوسته ای و غشایی دال بر پاسخ غیرخطی سیستم قاب خمشی متوسط

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

10.22065/jsce.2024.412188.3198

چکیده

در تحلیل و طراحی لرزه ای سیستم های باربر جانبی دارای سقف دال، از مشارکت سختی خمشی دال در باربری صرف نظر می شود. به طوری که انتظار می رود سیستم باربر جانبی سازه بدون در نظرگرفتن مقاومت باربری لرزه ای دال قادر باشد تا تمام بار زلزله را تحمل نماید. برای لحاظ نمودن این امر در مدل های سازه ای لازم است تا سختی خمشی دال بسیار کوچک در نظر گرفته شود و یا از رفتار غشایی برای مدلسازی دال استفاده گردد که باعث می شود در طراحی تیرها ناخواسته از ظرفیت مقاومت خمشی دال در بارهای ثقلی نیز صرفنظر گردد. در نتیجه طرح به دست آمده غیراقتصادی و نابهینه خواهد بود. از طرفی در واقعیت قسمتی از نیروی زلزله به دال منتقل شده و به دلیل رفتار غیرشکل پذیر دال، عملکرد سازه تحت نیروی جانبی زلزله ممکن است با انتظارات مطابقت نداشته باشد. در این مقاله دامنه درستی فرضیه فوق بررسی شده و سهم رفتار خمشی دال در عملکرد غیرخطی سیستم باربر جانبی ارزیابی گردیده است. بدین منظور برای نسبت های مختلفِ سختی خمشی دال به تیر در قاب های خمشی متوسط یک، سه و پنج طبقه، عملکرد لرزه ای و غیرخطی سازه بررسی شده است. با مقایسه نتایج به طور کلی می توان گفت که مدلسازی دال با رفتار پوسته‌ای باعث کاهش حدوداً 10 درصد در ضریب رفتار سازه می‌گردد. از این رو به عنوان یک راهکار کاربردی در طراحی ساختمان های کوتاه و میان مرتبه قاب خمشی متوسط بتنی که سهم تلاشهای لرزه ای نسبت به تلاشهای ثقلی زیاد نیست، پیشنهاد میشود که جهت طراحی سیستم باربر جانبی قاب خمشی متوسط، مدل سازه ای با رفتار پوسته ای دال و ضریب رفتار 4.5=R منظور گردد. البته این پیشنهاد در صورت عدم احتمال گسیختگی برشی دال و همچنین عدم ایجاد لولای خمیری در ستونها قابل اعمال است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of shell versus membrane modeling of concrete slab on the nonlinear behavior of intermediate moment frames

نویسندگان [English]

  • Mostafa Zare Shahneh 1
  • Mohammad Reza Mirjalili 2
1 MSc student, Civil Engineering department,, Yazd University, Yazd, Iran
2 Civil engineering department, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

In the seismic analysis and design of lateral bearing systems, the contribution of slab bending stiffness is ignored due to its low ductility. So that the lateral bearing system must be able to resist the full seismic load without considering the capacity of the slab. In order to mention this concern in the structural models, it is necessary to consider the bending stiffness of the slab very small or to use the membrane behavior modeling for the slab. This decision will cause the slab's bending capacity be unintentionally discounted under gravity loads which leads to uneconomical structural design. Regarding the slab contribution in analysis or not, in any case, in the earthquake the slab absorbs a part of seismic loads and neglecting its behavior may cause some misleading results. In this paper, the effect of modeling approaches of concrete slabs on the seismic behavior of intermediate moment frames is investigated. For this purpose, several concrete moment frames are designed and modeled with different values of the beam to slab bending stiffness ratio for one, three and five story buildings. The results show that the modeling of slab with shell behavior causes a decrease of about 10% in the R-factor of the structure. On the other hand, in membrane models the R-factor of the structure has increased by about 10%. Therefore, as a practical design procedure for the low and mid-rise concrete intermediate moment frames which the contribution of seismic demands in beam members is not large in comparison with gravity demands, the shell modeling for slab members is proposed while the lateral system R-factor be considered as R=4.5.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Concrete slab
  • shell
  • membrane
  • nonlinear behavior
  • ductility
  • R-factor

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 11 دی 1402
  • تاریخ دریافت: 06 شهریور 1402
  • تاریخ بازنگری: 22 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش: 11 دی 1402