Subscribe to the gold package and get unlimited access to Shamra Academy
Register a new userComparison of the Nonlinear-Static analysis of a Frame Composite Multi-Storey Building with Steel Bracing and Smart SMA Bracing
مقارنة التحليل الستاتيكي-اللاخطي لبناء اطاري مختلط متعدد الطوابق ذو أربطة فولاذية و أربطة ذكية SMA
1756
0 246
0
(
0
)
Created by
Shamra Editor
Ask ChatGPT about the research
تم في هذه الورقة دراسة أثر استخدام الخصائص الاستثنائية في خلائط ذاكرة الشكل Shape Memory Alloy (SMA)" القدرة على ابداء تشوهات كبيرة و استعادتها لتشوهاتها المتبقية بعد إزالة الاجهادات" على السلوك الإنشائي للأبنية العالية متعددة الطوابق. باستخدام برنامج ANSYS نفذّ نموذجي عناصر محدودة ثلاثي الأبعاد لبناء مختلط متعدد الطوابق (20طابق) مقاوم للقوى الجانبية من خلال نظام عناصر تربيط محيطي، في أحد النموذجين كانت عناصر التربيط فولاذية و في النموذج الآخر استخدمت عتاصر تربيط من خلائط ذاكرة الشكل، النموذجين يأخدان بعين الاعتبار عدم الخطية في مواد العناصر و عدم الخطية الهندسية. أظهر نموذج البناء المستخدم فيه خلائط ذاكرة الشكل سلوكاً محسناً بالمقارنة مع بناء عناصر التربيط الفولاذية فيما يخص التشوهات المتبيقة و السلوك المطاوع.
In this paper the effect of the distinctive properties of Shape Memory Alloy (SMA) ―the ability to undergo large deformation and restore it after stress removal‖ has been studied to see to what degree it may affect the structural performance of multi-storey tall buildings. Using ANSYS software, two 3D Finite Element (FE) models are built for a composite multi-storey building (20 story) which is resistant to lateral loads by bracing system. One of them is with steel bracing and the other is with SMA bracing. Both models take into account nonlinear material properties of elements and geometric nonlinearity. The model with SMA material shows improved performance compared with the model of steel bracing in terms of residual deformations and ductile performance.
Artificial intelligence review:
Research summary
تتناول هذه الورقة البحثية دراسة تأثير استخدام خلائط ذاكرة الشكل (SMA) على السلوك الإنشائي للأبنية العالية متعددة الطوابق. خلائط ذاكرة الشكل تتميز بقدرتها على إظهار تشوهات كبيرة واستعادتها بعد إزالة الإجهادات. تم استخدام برنامج ANSYS لإنشاء نموذجين ثلاثيي الأبعاد لبناء متعدد الطوابق (20 طابقًا) مقاوم للقوى الجانبية باستخدام نظام عناصر تربيط محيطي، أحدهما بعناصر تربيط فولاذية والآخر بعناصر تربيط من خلائط ذاكرة الشكل. أخذت الدراسة في الاعتبار عدم الخطية في مواد العناصر وعدم الخطية الهندسية. أظهرت النتائج أن النموذج الذي استخدم فيه خلائط ذاكرة الشكل أظهر سلوكًا محسّنًا مقارنة بالنموذج الذي استخدم فيه عناصر التربيط الفولاذية، من حيث التشوهات المتبقية والسلوك المطاوع. خلائط ذاكرة الشكل أظهرت قدرة أكبر على استعادة التشوهات بعد إزالة الحمولات، مما يقلل من الحاجة إلى أعمال ترميمية بعد التعرض للأحمال الجانبية الكبيرة مثل الزلازل والرياح الشديدة.
Critical review
دراسة نقدية: تعتبر هذه الورقة البحثية مساهمة قيمة في مجال الهندسة الإنشائية، حيث تقدم حلاً مبتكرًا لتحسين أداء الأبنية العالية تحت تأثير الأحمال الجانبية باستخدام خلائط ذاكرة الشكل. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء للدراسة. أولاً، قد يكون من المفيد تضمين تحليل اقتصادي لتكلفة استخدام خلائط ذاكرة الشكل مقارنة بالفولاذ التقليدي، حيث أن التكلفة تلعب دورًا حاسمًا في اتخاذ القرارات الهندسية. ثانيًا، الدراسة تركز بشكل كبير على النمذجة الحاسوبية، وقد يكون من المفيد إجراء تجارب عملية لدعم النتائج النظرية. أخيرًا، يمكن توسيع الدراسة لتشمل تأثيرات بيئية مختلفة مثل درجات الحرارة والرطوبة على أداء خلائط ذاكرة الشكل لضمان استدامة الحلول المقترحة في مختلف الظروف المناخية.
Questions related to the research
-
ما هي الخصائص المميزة لخلائط ذاكرة الشكل المستخدمة في الدراسة؟
خلائط ذاكرة الشكل تتميز بقدرتها على إظهار تشوهات كبيرة واستعادتها بعد إزالة الإجهادات، مما يجعلها مادة ذكية يمكن استخدامها لتحسين السلوك الإنشائي للأبنية العالية.
-
ما هو الهدف الرئيسي من استخدام خلائط ذاكرة الشكل في الأبنية العالية؟
الهدف الرئيسي هو تحسين السلوك الإنشائي للأبنية العالية تحت تأثير الأحمال الجانبية مثل الزلازل والرياح الشديدة، من خلال تقليل التشوهات المتبقية وزيادة السلوك المطاوع.
-
ما هي الأدوات البرمجية المستخدمة في النمذجة والتحليل في هذه الدراسة؟
تم استخدام برنامج ANSYS لإنشاء نموذجين ثلاثيي الأبعاد لبناء متعدد الطوابق وتحليل تأثير استخدام خلائط ذاكرة الشكل مقارنة بعناصر التربيط الفولاذية.
-
ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟
أظهرت الدراسة أن النموذج الذي استخدم فيه خلائط ذاكرة الشكل أظهر سلوكًا محسّنًا من حيث التشوهات المتبقية والسلوك المطاوع مقارنة بالنموذج الذي استخدم فيه عناصر التربيط الفولاذية.
References used
Hardwicke, C.U. Recent developments in applying smart structural materials. JOM, ABI/INFORM Trade & Industry. 2003; 55: 15-16
Wang, H., A study of RC columns with shape memory alloy and engineered cementitious composites. M.Sc. Thesis, University of Nevada, Reno, USA. 2004
Sakai, Y., Kitagawa, Y., Fukuta, T., and Iiba, M. Experimental study on enhancement of self-restoration of concrete beams using SMA wire. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. 2003; Vol. 5057, pp. 178-186
rate research
Read More
This paper presents the results of analyzing 17 models with
nonlinear static analysis. The models are 5, 10 and 15-story framewall
structures with Re-entrant corners. The participations of frames
to resist the shear force range between 25% and 60%
.
Due to the sensitivity of concrete frames to the lateral displacement especially in the case of tall buildings, it is useful to improve the behavior to resistance the lateral displacement through bracing. Bracing can be used in cases of rehabilitatio
n and increasing the efficiency of existing concrete buildings. Varied shapes of bracing for concrete frames in order to achieve opening for windows and doors in the wall of frames. The research aims to give an idea for designer on the effect of the shape of bracing on the cross section forces generated in the elements of R/C tall buildings frame elements.
The Study was conducted on R/C frame which consist from five spans, and fifteen storeys. It has compared different shapes of metal bracing, which are X, V, K and O. Calculation were based on Program CSI-SAP 2000.
Conducted compared for the storylateral displacement of concrete frame in relation with the bracing shape. It shows that the bracing have large effect to reduce the storey lateral displacement, in the case of the bracing with X and V shape decreased the value of displacement in the last story in ratio 52.38%, in the case of bracing with K and O shape decreased in ratio 23.07%.
Conducted detailed comparison for the value of cross section i.e. Moments, shear and axial forces in beams and columns of first and second floor frame in relationship of bracing shape. It concludes thatX and V bracing have large effect on the concrete tall buildings frame, as well as in the cases of improving the efficiency of existing R/C frame buildings.
Using Finite Element Analysis (FEA), a comparison between
PushOver Analysis (POA) and Response Spectrum Analysis (RSA)
is done in this research to explore the application limits of POA on
the irregular frame buildings from reinforced concrete.the
comparison contains (failure mechanism, displacement, and
ductility).
Frame structures contribute to resist the seismic loads. On the other hand, many techniques were used to improve the resistance against lateral loads where steel shear walls are considered to be one of these ways.
This research aims to study the eff
ect of strengthening of the
reinforced concrete frames inserting perforated steel plate shear walls embedded within the frame. This study applied numerical analysis using Finite Element Method (FEM) using nonlinear pushover analysis based on geometrically and Materially Non-Linear Analysis (GMNLA) was performed. To study the behavior of the steel plate that seal the hall span of the reinforced concrete frame against lateral loads. Moreover, perforated steel plate was studied taking under consideration the effect of the number and the area of the perforations and strengthening of the perforations circumference on the resistance was observed.
This study conclude that using a perforated steel plate shear wall with reinforced- concrete frames and strengthening of the perforations circumference can enhance the resistance significantly beside that it decrease the frame deflection.
In the study, it was customary to consider
each column in the building as a cantilevered element in resisting
the lateral loads.
Log in to be able to interact and post comments
comments
Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
