يعتبر كل من التربيط المعدني و الصفائح المعدنية العاملة كجدران قص من أشهر الطرق
المتّبعة في تقوية الإطارات المعدنية على الأحمال الزلزالية. تم في هذا البحث دراسة
جدوى استخدام صفيحة معدنية كبديل عن التربيط الفولاذي من الناحية الإنشائية و ذلك
بإجراء تحليل عددي باستخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM) و استخدام التحليل
اللاخطي الذي يأخذ بعين الاعتبار لاخطية المادة و لا خطية التشوهات الكبيرة مع أخذ
سوء الصنع بعين الاعتبار (GMNIA). حيث تمت مقارنة الإطار المدعم بالتربيط .
المعدني و الإطار المدعم بالصفيحة المعدنية، ثم بعد ذلك تم زيادة سماكة الصفيحة
المعدنية و مساحة مقطع التربيط و بيان أثر هذه الزيادة على السلوك الزلزالي للإطار. بينت
هذه الدراسة الفائدة الكبيرة المحققة من إضافة عنصر التقوية من خلال تحسين المقاومة
و الطاقة المبددة و المطاوعة. و كذلك تم تجربة تغيير نسبة عرض الإطار إلى ارتفاعه و ذلك
لتحديد نوعية التدعيم الأفضل من حيث المقاومة و مقدار الطاقة المبددة حيث تبين أن
التربيط المعدني أفضل من الصفيحة المعدنية عندما يكون عرض فتحة الإطار أقل من
ثلاثة أضعاف ارتفاعه، أما في الفتحات التي يزيد فيها عرض الإطار عن ثلاثة أضعاف
ارتفاعه فيفضل استخدام الصفيحة المعدنية.
Braced frames and steel plate shear walls (SPSWs) have both been shown
to be useful in the seismic retrofit of buildings. While both
these systems have merit, no guidance exists to determine which of the
two approaches is preferable in terms of providing maximum
displacement ductility and energy dissipation per cycle for a given
strength. This paper describes and compares results from numerical
evaluation using FEM, in which the nonlinearity of materials and the
nonlinear effects of the large displacement was included for tow frames.
The results of numerical study was identical to the experimental tests,
then a barometric study was achieved by changing the thickness of infill
plate then the area of the cross sections of braces, after that the width of
the frame was modified.
The result shown that using steel infill plate is preferable when the
dimension of bay is three times the height, while using braces is more
adequate for frames in which the dimension of bay is less than three times
the height.
Artificial intelligence review:
Research summary
تتناول هذه الدراسة مقارنة بين سلوك الإطارات المعدنية المدعمة إما بصفيحة معدنية رقيقة أو بتربيط معدني تحت تأثير حمل دوري. تم استخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM) والتحليل اللاخطي الذي يأخذ بعين الاعتبار لا خطية المادة والتشوهات الكبيرة وسوء الصنع (GMNIA). أظهرت النتائج أن استخدام الصفيحة المعدنية يكون أكثر فعالية عندما يكون عرض الفتحة أكبر من ثلاثة أضعاف ارتفاعها، بينما يكون التربيط المعدني أكثر فعالية عندما يكون عرض الفتحة أقل من ذلك. تم تحليل تأثير زيادة سماكة الصفيحة ومساحة مقطع التربيط على السلوك الزلزالي للإطار، حيث تبين أن زيادة سماكة الصفيحة ومساحة التربيط تؤدي إلى زيادة المقاومة والطاقة المبددة. كما تم دراسة تأثير نسبة عرض الإطار إلى ارتفاعه على نوعية التدعيم الأفضل، حيث تبين أن التربيط المعدني يكون أفضل في الفتحات ذات العرض الأقل من ثلاثة أضعاف الارتفاع، بينما تكون الصفيحة المعدنية أفضل في الفتحات ذات العرض الأكبر. تم التوصل إلى أن استخدام الصفيحة المعدنية يزيد من المطاوعة والطاقة المبددة، بينما يزيد التربيط المعدني من المقاومة.
Critical review
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة مفيدة جداً في مجال الهندسة الإنشائية، حيث تقدم مقارنة شاملة بين نوعين من التدعيم للإطارات المعدنية تحت تأثير الأحمال الزلزالية. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة. أولاً، كان من الأفضل تضمين دراسة اقتصادية أكثر تفصيلاً لتحديد التكلفة الفعلية لكل نوع من التدعيم. ثانياً، يمكن توسيع نطاق الدراسة ليشمل أنواعاً أخرى من الأحمال مثل الأحمال الريحية أو الأحمال الديناميكية الأخرى. ثالثاً، قد يكون من المفيد إجراء تجارب ميدانية إضافية للتحقق من النتائج العددية والتجريبية. وأخيراً، يمكن تحسين الدراسة بإضافة تحليل لحالات فشل مختلفة وتأثيرها على أداء الإطار المدعم.
Questions related to the research
-
ما هي الفائدة الرئيسية من استخدام الصفيحة المعدنية كبديل عن التربيط المعدني؟
الفائدة الرئيسية هي زيادة المطاوعة والطاقة المبددة، مما يجعل الصفيحة المعدنية أكثر فعالية في الفتحات ذات العرض الأكبر من ثلاثة أضعاف الارتفاع.
-
ما هي الطريقة المستخدمة في التحليل العددي لهذه الدراسة؟
تم استخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM) والتحليل اللاخطي الذي يأخذ بعين الاعتبار لا خطية المادة والتشوهات الكبيرة وسوء الصنع (GMNIA).
-
ما هو تأثير زيادة سماكة الصفيحة المعدنية على سلوك الإطار؟
زيادة سماكة الصفيحة المعدنية تؤدي إلى زيادة المقاومة والطاقة المبددة، ولكنها تقلل من الإزاحة الجانبية وبالتالي تقلل من المطاوعة.
-
في أي حالة يكون التربيط المعدني أكثر فعالية من الصفيحة المعدنية؟
التربيط المعدني يكون أكثر فعالية عندما يكون عرض الفتحة أقل من ثلاثة أضعاف ارتفاعها، حيث يزيد من المقاومة والطاقة المبددة.
References used
THORBURN.L; KULAK.G; MONTGOMERY.C, 1983- Analysis of Steel Plate Shear Walls. Structural Engineering Report, No. 107, University of Alberta, Canada, 153p
Abaqus ,version 6-12. Abaqus standard/User´s manual, ABAQUS, INC,USA
BERMAN.J; CELIK.O; BRUNEAU.J, 2005, Comparing Hysteretic Behavior Of Light-gauge Steel Plate Shear Walls and Braced Frames, Engineering Structures, Vol.27, 475-485p
After passing through the allowable stresses stage Cold
Formed Steel Frames fail under instability secure, these frames are
designed to resist loads in the elastic stage [7]. Many efforts are
being made to increase their performance by using speci
Most existing structures are not designed with cod
requirements to meet seismic risk, Therefor methods for
strengthening and stiffening existing buildings are important .
This study is comparing between strengthening by adding shear
wall or by ad
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
Stability of elements require determination of their dimension, such that
the resulting displacement under static or thermal loads are acceptable.
Those elements have to resist the applied loads so that the structure or any
element does not loss c
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 mul