رفتار درون صفحه‌ی قاب‌های فولادی دارای میان‌قاب‌های با مصالح مختلف؛ مطالعه‌ی پارامتری به روش اجزای محدود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

10.22091/cer.2025.11867.1587

چکیده

در سا‌‌‏ل‌های اخیر با گسترش فنّاوری‌های نوین در صنعت ساختمان، پانل‌های ساندویچی بتنی به تدریج جایگزین میان‌قاب‌های مصالح بنایی شده‌اند. در پژوهشِ حاضر رفتار لرزه‌ای درون صفحه‌ی میان‌قاب ساندویچی بتنی با میانقاب‌های مصالح بنایی مقایسه شده است. برای این منظور دو نوع میان‌قاب مصالح بنایی متداول شامل آجر فشاری و بلوک سبک بتنی (اتوکلاو) برای بررسی و مقایسه با رفتار پانل ساندویچ بتنی در قاب‌های فولادی در نظر گرفته شد. ابتدا مدل‌های اجزای محدودِ نمونه‌هایِ مورد مطالعه ایجاد و بر اساس نتایج آزمایشگاهی موجود، صحت‌سنجی شدند. سپس با درنظر گرفتن عوامل مؤثر بر رفتار جانبی قاب‌های میان‌پُر مانند نسبت بُعدی و تعداد دهانه، با ایجاد مدل‌های مشابه، مقایسه‌ی بین میان‌قاب‌های مصالح بنایی با میان‌قاب پانل ساندویچی انجام شد. نتایج نشان داد قاب میان‌پُر با پانل ساندویچی بتنی دارای سختی اولیه و مقاومت جانبی بیشتری نسبت به میان‌قاب‌های مصالح بنایی است؛ به طوری که سختی اولیه قابِ دارای میان‌قاب ساندویچی بتنی به ترتیب 1.90 و 2.95 برابر قاب میان‌پُر با آجرفشاری و بلوک بنایی اتوکلاو محاسبه شد. هم‌چنین حداکثر مقاومت جانبی قاب با پانل ساندویچی بتنی به ترتیب 1.48 و 1.80 برابر قاب با آجر فشاری و بلوک بنایی اتوکلاو بدست آمد. با مقایسه‌ی نتایج سه میان‌قاب مشخص شد اثر افزایش طول دهانه بر رفتار درون صفحه‌ی قاب در مورد میان‌قاب ساندویچی بتنی نسبت به دو نوع میان‌قاب مصالح بنایی محسوس‌تر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

In-plane Behavior of Steel Frames with Various Infill Materials; A Parametric Finite Element Study

نویسندگان [English]

  • Hamzeh Omidvar
  • Seyed Jafar Hashemi
  • Mahdi Yazdani
Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
چکیده [English]

With development of new technologies in recent years, traditional masonry infills have gradually been replaced by modern one like Concrete Sandwich Panels (CSP). In the present paper, the seismic in-plane behavior of steel frame infilled with CSP has been compared with masonry-infilled frames. To this end, two widely used masonry infill types, i.e. clay brick and Autoclaved Aerated Concrete (AAC) block, were selected to investigate and compare with the behavior of CSP-infilled steel frames. First, numerical models were created through finite element (FE) method and then validated against experimental results for single bay bare and infilled frames. Afterwards, by considering the factors affecting the lateral behavior of infilled frames, i.e. the infill material, aspect ratio and number of spans, a parametric study was carried out on the infilled frames. The results showed that the steel frame infilled with CSP has higher initial stiffness and maximum lateral strength than masonry-infilled frames. The initial stiffness of the infilled frame with CSP was computed to be 1.90 and 2.95 times that of the steel frame infilled with brick and AAC block, respectively. Also, the maximum lateral strength of the CSP-infilled frame was 1.48 and 1.80 times, respectively, of the frame with brick and AAC block. The results of infilled frames with various aspect ratios displayed that the effect of increasing the span length on the in-plane behavior of the CSP-infilled frame is more significant than that of the masonry models.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Steel frame
  • In-plane behavior
  • Infill wall
  • Masonry
  • Concrete sandwich panel
CAPTCHA Image