Study of Inelastic Behavior of Zipper Braced Frames

Naeimi Hefzabad, Soheila and Eimani Kalehsar, Houshyar and Mohammadi, Yaghoub and Ghorbani, Morteza Ali (2009) Study of Inelastic Behavior of Zipper Braced Frames. Other thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Study of Inelastic Behavior of Zipper Braced Frames.pdf

Download (854kB)
Official URL:


Chevron frames are one of the ordinary Concentrically Braced Frames. The behavior of such a system is controlled by the buckling of the first story braces in compression, resulting in a localization of the failure and loss of lateral resistance. By the increase of lateral loads the compressive members buckle under the pressure and plastic hings will merge, and because plastic hings share not distribution, buckling is seen in the lower stories, and only these members dissipate the seismic forces, and the higher floor braces practically stay in elastic state, the shear capacity of the frame decrease if the structural members of lower stories buckle.In the lower floors due to buckled compressive members an unbalanced vertical force will be imposed to the intersection of braces and the above beam, which will make an oversized displacement at the beam mid-span point and so it results in strong beam design which not proportionate to other members. In order to ensure the system behaves in a stable manner, diffirent concentrically braced configuration has been studied. One such frame is the Zipper Braced Frame. The frame has the same geometry as the Chevron Braced Frame, except a vertical structural element, the zipper column, is added at the beam mid-span points from the second to the top story of the frame. In order to evaluate this new system using Opensees software, an in-plane frame with zipper braced system was modeled along with Chevron frame systems. These models were analyzed under pushover conditions and their ductility, drift and internal forces of the members were compared with each other using Matlab and Excel softwares. The development of plastic hings to higher stories and the participation of all braces in dissipating the seismic forces and also reduction of displacement in the beam mid-span point were the results of this analysis. In addition the improvement of ductility and response modification factor of this new system is noticeable in comparison with other concentric braces.

Item Type: Thesis (Other)
Persian Title: بررسي رفتار غير‌ارتجاعي سازه‌هاي مهاربندي شده با بادبندهاي زيپي
Persian Abstract: قاب‌هاي با مهاربندي شورون يکي از انواع معمول قاب‌هاي مهاربندي هم‌مرکز مي‌باشند. رفتار اين چنين سيستم‌هايي توسط کمانش مهاربند فشاري طبقه اول کنترل مي‌شود، که منجر به محدود کردن گسيختگي به يک محل و اتلاف مقاومت جانبي مي‌شود. بر اثر افزايش بار جانبي اعضاي فشاري کمانش کرده و مفاصل پلاستيک در آن‌ها ايجاد مي‌گردد، به علت عدم توانايي در توزيع گسترده‌تر مفاصل پلاستيک، کمانش در مهاربندهاي طبقات پايين‌تر مشاهده شده و فقط اين اعضا در اتلاف انرژي زلزله شركت دارند و مهاربندهاي طبقات بالاتر عملا" در ناحيه الاستيک باقي مي‌مانند. با کمانش اعضاي طبقات پايين، ظرفيت برشي کل قاب کاهش مي‌يابد و بر همين اساس اين سازه‌ها ضريب‌‌رفتار مطلوبي نخواهند داشت. در طبقات پايين به علت کمـانش عضو فشاري نيروي عمودي نامتعادل‌ به محل تقاطع مهاربنـدها در تير فوقاني وارد مي‌شود، که سبب تغيير‌مکاني بيش از اندازه در وسط تير مي‌گردد. پي آمد اين امر تيرهاي قوي و نامتناسب با اعضاي ديگر است. براي جبران اين کاستي‌ها مدل جديدي تحت عنوان مهاربند زيپي (Zipper Frame) پيشنهاد مي‌شود. در اين مدل يک عضو عمودي در وسـط سيستم مهاربندي تعبيه مي‌شود که به صورت مفصـلي به تير پايين و تير بالاي قاب متصل مي‌گردد. براي بررسي اين مدل جديد، با استفاده از نرم افزار OpenSees قاب‌هاي دو بعدي مهاربندي زيپي و شورون مدل گرديده‌اند. اين مدل‌ها تحت آناليز پوش‌اور قرار گرفته و با استفاده از نرم‌افزار Matlab و Excel از لحاظ شکل‌پذيري، تغيير‌مکان طبقات و نيروي داخلي اعضا با يکديگر مقايسه شده‌اند. از نتايج حاصله در رابطه با سيستم مهاربندي زيپي مي‌توان به توزيع کمانش و مفاصـل پلاستيک تا طبقات فوقاني اشاره کرد که سبب دخالت تمامي مهاربندها در اتلاف انـرژي زلـزله مي‌شود. همچنين تغيير‌مکان وسط تيرهاي محل اتصال مهاربندها در سيستم مهاربندي زيپي نسبت به سيستم مهاربندي شورون کمتر مي‌باشد. شايان ذکر است که شـکل‌پذيري و ضـريب‌رفتار مهاربنـدي زيپي نسبت به مهاربندي شـورون بيشتر مي‌باشد.
Eimani Kalehsar, HoushyarUNSPECIFIED
Mohammadi, YaghoubUNSPECIFIED
Ghorbani, Morteza AliUNSPECIFIED
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: 01 Jul 2019 07:15
Last Modified: 01 Jul 2019 07:15

Actions (login required)

View Item View Item