Calculation of Behavior Factor of Masonry Infilled Steel Frames by Finite Element Modeling (Micro and Macro Modeling)

Darvishi, Mohsen and Ghandi, Elham and Shahbazi, Naseraldin (2016) Calculation of Behavior Factor of Masonry Infilled Steel Frames by Finite Element Modeling (Micro and Macro Modeling). Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (محاسبه ضریب رفتار قاب¬های مرکب فولادی توسط مدل¬سازی اجزا محدود (مدل¬سازی میکرو و ماکرو)
Mohsen Darvishi.pdf

Download (654kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

In the design of frame structures under lateral load, effect of infills on stiffness was ignored and always assumed that with this act safety margin under lateral load caused in the performance of buildings. According to the previous studies had done on these structures and number of infills in different strucrures under earthquake force showed that the effect of infills on structure is more important than what was previously imagined. When we fill the frame with wall, mechanical properties such as stiffness, strength and ductility and totally dynamic characteristics significantly change So that it cannot achieve with a simple sum of properties of the frame and the wall to the properties of the composite frame. Ignorance of the effect of infills in terms of strength parameters in order to achieve inssurence (The walls with additional resistance is giving to the frame, have a positive impact on withstanding earthquake forces and general stability structure. (This ignorance was not always led to a catious method and insuurence orientation. In this way, additional stiffness imposed to the frame, consequently during the earthquake that frame absorbed greater share of earthquake force. In general, infills in the analysis and design must be considered, otherwise it must be separated from structural frame in appropriately but they have been restrained. Therefore, in this study a number of common steel moment frames with masonry Infill, has been modeling. There are different methods for modeling masonry infills, including equivalent diagonal strut, Compression Strut, Three-Strut Model and actual modeling technique that is the model for micro and macro models, noted that in this study the realistic modeling method was used. First, To ensure the accuracy of the built model , two laboratory samples filled one story steel frame with masonry materials, in ABAQUS software has been modeled in micro and macro method and then match the results of numerical modeling and laboratory, the investigated models was built , behavior factor and other dependent parameters on it with changes in the thickness, length and the span height, number of story and number of filled span was calculated And after comparing obtained results,final,y in order to reduce the damages due to the destruction of infill,conclusions and suggestion was presented. The results showed that the masonry Infill changed the influencing parameters in the behavior factor, including the period (T), additional coefficient of resistance ( ) and the reduction factor due to plasticity ( ).the result of these changes led to the reduction of behavior factor of steel frame with infill relative to an empty steel frame.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: محاسبه ضریب رفتار قاب¬های مرکب فولادی توسط مدل¬سازی اجزا محدود (مدل¬سازی میکرو و ماکرو)
Persian Abstract: در طراحی سازه¬های قابی تحت اثر بار جانبی، از اثر میانقاب¬ها بر روی سختی صرف¬نظر شده و همواره فرض می¬شود که با این عمل حاشیه اطمینانی در عملکرد ساختمان تحت بار جانبی ایجاد می¬شود. درصورتی که با توجه به تعداد میانقاب¬ها درسازه¬های مختلف و مطالعات انجام شده بر روی چنین سازه¬هایی تحت نیروی زلزله، مشاهده می¬شود که اثر میانقاب¬ها روی سازه¬ها بسیار مهم¬تر از چیزی است که تاکنون تصور می¬شده است. هنگامی که داخل قابی را با دیوار پر می¬کنیم خواص مکانیکی نظیر سختی، مقاومت و شکل پذیری و درکل مشخصات دینامیکی به طور چشم گیری تغییر می¬کند؛ به گونه¬ای که نمی¬توان با جمع ساده خواص قاب و دیوار تنها به خواص قاب مرکب دست یافت. چشم پوشی از اثر میانقاب¬ها از نظر پارامتر مقاومت در جهت اطمینان (این دیوارها با مقاومت اضافی که به قاب می دهند در تحمل نیروی زلزله و درنتیجه پایداری کلی سازه تاثیر مثبتی دارند) است؛ ولی این نادیده گرفتن همیشه به یک روش محتاطانه و در جهت اطمینان نمی¬انجامد. بدین شکل که میانقاب سختی اضافی را به قاب تحمیل می¬کند، در نتیجه در هنگام زلزله آن قاب سهم بیشتری از نیروی زلزله را جذب می کند. به طور کلی میانقاب¬ها را باید در تحلیل و طراحی در نظر گرفت، در غیر این صورت باید به نحوه مناسبی از قاب ساختمانی جدا شده ولی مهار گردند. از این رو در پژوهش حاضر تعدادی از قاب¬های خمشی فولادی پرکاربرد با میانقاب بنایی، مورد مدل¬سازی قرار گرفته شده است. برای مدل¬سازی میانقاب¬های بنایی روش¬های مختلفی وجود دارد. که از جمله می¬توان مدل المان قطری معادل، روش دستک معادل، روش سه دستک و روش مدل¬سازی واقعی را که خود به صورت میکرو مدل و ماکرو مدل می¬باشد، نام برد که در این پژوهش از روش مدل¬سازی واقعی استفاده شده است. در ابتدا برای حصول اطمینان از درستی مدل ساخته شده، دو نمونه آزمایشگاهی قاب فولادی یک طبقه پر شده با مصالح بنایی، در نرم افزار ABAQUS با روش میکرو و ماکرو مدل¬سازی شده است و پس از مطابقت نتایج مدل¬سازی عددی و آزمایشگاهی، مدل¬های مورد بررسی ساخته شده و ضریب رفتار و سایر پارامتر¬های وابسته به آن با تغییرات ضخامت، طول و ارتفاع دهانه، تعداد طبقات و تعداد دهانه¬های پرشده محاسبه شده و بعد از مقایسه نتایج به دست آمده به نتیجه¬گیری و ارائه پیشنهاد جهت کاهش خسارات ناشی از خرابی میانقاب پرداخته شده است. نتایج نشان می¬دهد که میانقاب¬های بنایی موجب تغییراتی در پارامترهای موثر در ضریب رفتار، از جمله زمان تناوب (T)، ضریب اضافه مقاومت ( ) و ضریب کاهش ناشی از شکل¬پذیری ( ) می¬شوند که نتیجه این تغییرات منجر به کاهش مقدار ضریب رفتار قاب فولادی با میانقاب نسبت به قاب فولادی خالی می¬باشد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Ghandi, ElhamUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Shahbazi, NaseraldinUNSPECIFIED
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: 28 Oct 2018 20:06
Last Modified: 28 Oct 2018 20:06
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1293

Actions (login required)

View Item View Item