Evaluating the Effects of Gravity Loads on the Seismic Behaviour of Moment Resisting Frames with beam web opening

Shoa- Ardebili, Ehsan (2019) Evaluating the Effects of Gravity Loads on the Seismic Behaviour of Moment Resisting Frames with beam web opening. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
payanehsanshoaardebili8.pdf

Download (2MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim: Until the last decade, the only view available to openings was a kind of structural weakness that was used solely to meet the needs, requirements, and architectural and economic requirements of the design, and in brief non-structural reasons In this type of view, the openings are designed according to the specifications of the building installation system and attempt to prevent the local attenuation of the openings in the structure The principles and criteria for analyzing and designing these types of openings are within the range of the beam and the effect of openings on the overall behavior of the frame and structural system is not examined. But the second type of approach to the existence of openings has recently been less studied. The use of this local attenuation is to improve the seismic behavior of steel bending frames. In other words, in this regard, the opening is to improve the seismic behavior of the bending steel frames and by attenuating the beams locally in front of the columns and joints. In this method, the area with an opening as a structural fuse is responsible for reducing the stresses and strains tolerated at the beam-to-column joint as well as for transferring the plastic joints from the columns to the structural beams. In both of these approaches, the presence of gravity loads on the beam will cause asymmetry in the distribution of the internal forces of the beam under the lateral load, resulting in different behavior of the openings on both sides of the beam. The purpose of this thesis is to investigate the impact of gravity load on seismic behavior at beam and frame scales. Research method: For this thesis, 50 models of beam scale and 2 models of frame scale were analyzed in Abaqus finite element software. Findings: In the beam scale according to the results of finite element graphs are plotted based on the length, height and location of the openings, and in the frame scale the graphs are plotted based on whether or not the opening are graphed. Gravity load intensity on resistivity, deformation capacity and other parameters have been discussed and concluded. Conclusion: At both beam and frame scales, due to the asymmetry in the distribution of deformation demand between the openings on both sides of the beam, the increase in the gravity load causes a decrease in resistance, a decrease in bearing capacity, a decrease in energy and also a decrease in sample ductility.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی تاثیر بارهای ثقلی بر رفتار لرزه¬ای قاب¬های خمشی دارای بازشو در جان تیر
Persian Abstract: هدف: تا یک دهه اخیر، تنها نگرش موجود به وجود بازشو در جان تیر، نوعی ضعف تحمیلی در سازه بوده است که صرفاً جهت پاسخ‌گویی به نیاز‌ها و الزامات اجرایی، معماری و اقتصادی طرح و به طور خلاصه دلایل غیر‌سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گرفت. در این نوع نگاه، بازشو در جان تیر بر اساس مشخصات سیستم تأسیسات ساختمان طراحی شده و تلاش می‌شود تا از تضعیف موضعی ناحیه بازشو‌دار در سازه جلوگیری شود. اصول و ضوابط تحلیل و طراحی این نوع از بازشو‌ها در محدوده تیر بوده و اثر وجود گشایش بر روی رفتار کلی قاب و سیستم سازه‌ای مورد بررسی قرار نمی‌گیرد. اما نوع نگرش دوم به وجود بازشو در جان تیر که به تازگی مطرح شده و کمتر مورد مطالعه قرار گرفته‌ است، استفاده از این تضعیف موضعی برای بهبود رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی می‌باشد. به بیان دیگر در این نگاه، ایجاد گشایش در راستای بهبود رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی و از طریق تضعیف موضعی تیر‌ها در مقابل ستون و اتصالات مربوطه می‌باشد. در این روش، ناحیه دارای بازشو بصورت یک فیوز سازه‌ای وظیفه کاستن از تنش‌ها و کرنش‌های تحمیل شده در محل اتصال تیر به ستون و همچنین انتقال مفاصل پلاستیک از ستون‌ها به تیرهای سازه را بر عهده دارد.در هر دو نگرش فوق، وجود بارهای ثقلی بر روی تیر باعث بروز عدم تقارن در توزیع نیروهای داخلی تیر تحت بار جانبی و در نتیجه رفتار متفاوت بازشوهای موجود در دو سمت تیر خواهد شد. هدف از این پایان‌نامه بررسی تاثیر بار ثقلی بر رفتار لرزه‌ای در مقیاس تیر و قاب می‌باشد. روش‌شناسی پژوهش: برای انجام این پایان‌نامه 50 مدل در مقیاس تیر و 2 مدل در مقیاس قاب در نرم افزار المان محدود آباکوس تحلیل و بررسی شده است. یافته‌ها: در مقیاس تیر با توجه به نتایج حاصل از المان محدود گراف‌هایی بر اساس طول، ارتفاع و محل بازشوها، ترسیم شده است و در مقیاس قاب نیز بر اساس و جود یا عدم وجود بازشو گراف‌هایی ترسیم شده است که با توجه به این گراف‌ها در مورد اثرات شدت بار ثقلی بر مقاومت، ظرفیت تغییر شکل و سایر پارامترها بحث و نتیجه‌گیری شده است. نتیجه‌گیری: در هر دو مقیاس تیر و قاب به علت عدم تقارن در توزیع تقاضای تغییرشکل بین بازشوهای دو طرف تیر، افزایش شدت بار ثقلی موجب افت در مقاومت، افت در ظرفیت باربری، افت در انرژی مستهلک شده و همچنین کاهش شکل‌پذیری نمونه می‌شود.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Shakeri, KazemUNSPECIFIED
Akrami, VahidUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Esmaili, ShirinUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 13 Jun 2020 05:19
Last Modified: 13 Jun 2020 05:20
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/11698

Actions (login required)

View Item View Item