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

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.