Do you want to publish a course? Click here

Behavior of Steel Frame with Thin Steel Infill Plate or Steel Bracing Under Cyclic Loading-Comparative Study

سلوك إطار معدني مملوء بصفيحة معدنية أو تربيط معدني تحت تأثير حمل دوري – دراسة مقارنة

1745   0   39   0 ( 0 )
 Publication date 2017
and research's language is العربية
 Created by Shamra Editor




Ask ChatGPT about the research

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
  1. 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.

  2. 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).

  3. 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.

  4. 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
rate research

Read More

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 al bolted or welded connections [13], such as rigid connections or plastic connections, stiffened and built-up sections [1] could be used to increase the sections resistance. In rigid connections [11], stiffeners are added to insure the flexural behavior of these connections [10] while the plastic deformation occurs at the Horizontal Boundary Element (beam) and far from the face of the column, such as stiffened bolted Apex connection. In plastic connections, the cold formed steel frame will produce high ductility performance through the nonlinear behavior by reaching the maximum bearing capacity of the bolts. Depending on this principle we should insure the elastic behavior of the boundary elements, and avoid local buckling by using high strength cold formed profiles and slipping bolted connections, the rotation of this slotted connection in certain angle after reaching the bearing capacity, will act as a plastic hinge that absorbs the extra stresses which will affect the steel frame due to the lateral loads such as Cyclic forces
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 ding steel bracing.X -V The study shows the importance of using steel bracing system that is excellent approach for strengthening and stiffening existing buildings with small increase in mass ,the study also approved that the constant value of R(response factor)(as mentioned in the Syrian code and UBC97) is not completely correct.
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.
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 onstancy. The most important criteria for stability is represented via element curvature under the influence of load, that load is of any type or in any position. Therefor this paper presents derivation of a theoretical equation to calculate the deflection generated from heating variation between the top and bottom surface of simple steel beam, by means of heating transfer expression.
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 ti-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.
comments
Fetching comments Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا