دانلود رایگان ترجمه مقاله قابلیت اطمینان دیوارهای برشی بر پایه‌ فولاد سرد نورد شده – الزویر ۲۰۱۷

elsevier1

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

قابلیت اطمینان دیوارهای برشی بر پایه‌ فولاد سرد نورد شده، تحت تاثیر تنوع در واکنش اتصال دهنده ها

عنوان انگلیسی مقاله:

Reliability of cold-formed steel framed shear walls as impacted by variability in fastener response

 
 
 
 
 

 

مشخصات مقاله انگلیسی (PDF)
سال انتشار ۲۰۱۷
تعداد صفحات مقاله انگلیسی ۱۴ صفحه با فرمت pdf
رشته های مرتبط با این مقاله مهندسی عمران
گرایش های مرتبط با این مقاله سازه و مدیریت ساخت
چاپ شده در مجله (ژورنال) سازه های مهندسی – Engineering Structures
کلمات کلیدی فولاد سرد شده، دیوار برشی، شبیه سازی مبتنی بر اتصال، شبیه سازی مونت کارلو، قابلیت اطمینان، قابلیت اطمینان سیستم
ارائه شده از دانشگاه گروه مهندسی عمران، دانشگاه جان هاپکینز، بالتیمور، ایالات متحده آمریکا
رفرنس دارد  
کد محصول F1132
نشریه الزویر – Elsevier

 

مشخصات و وضعیت ترجمه فارسی این مقاله (Word)
وضعیت ترجمه انجام شده و آماده دانلود
تعداد صفحات ترجمه تایپ شده با فرمت ورد با قابلیت ویرایش  ۳۱ صفحه با فونت ۱۴ B Nazanin
ترجمه عناوین تصاویر و جداول ترجمه شده است 
ترجمه متون داخل تصاویر ترجمه نشده است  
ترجمه متون داخل جداول ترجمه نشده است 
درج تصاویر در فایل ترجمه درج شده است 
درج جداول در فایل ترجمه درج شده است  
درج فرمولها و محاسبات در فایل ترجمه  به صورت عکس درج شده است
منابع داخل متن به صورت عدد درج شده است  
کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله متوسط میباشد 

 

فهرست مطالب
چکیده
۱- مقدمه
۲- انتخاب دیوارهای برشی حاوی فریم-CFS و پوسته پوسته-OSB
۳- مدل‌سازی براساس اتصال‌دهنده‌های دیوارهای برشی حاوی فریم CFS
۴- خصوصیات خواص اتصال‌دهنده به‌عنوان متغییرهای تصادفی
۴-۱ داده‌های آزمایش اتصال‌دهنده و فرض منحنی استحکام آن
۲-۴ تولید استحکامات اتصال‌دهنده به‌صورت تصادفی
۵- شبیه‌سازی مونت کارلو در واکنش دیوار برشی فشاری
۵-۱ شبیه‌سازی مونت کارلو در دیوار برشی با استفاده از مدل اتصال‌دهنده‌ شکننده
۵-۲ شبیه‌سازی مونت کارلو در دیوار برشی با استفاده از مدل اتصال‌دهنده‌ی ورقه‌ای
۵-۳ نتایج آماری برای تمام تنظیمات دیوار برشی مورد مطالعه
۶- قابلیت اطمینان دیوارهای برشی شبیه‌سازی شده
۷- روش‌های طراحی دیوارهای برشی حاوی پوشش OSB
۸- قابلیت اطمینان روش‌های طراحی بر روی آزمون‌های انتخاب شده
۹- بحث
۱۰- نتیجه‌گیری
سپاسگذاری‌ها
 

 

بخشی از ترجمه
 چکیده
هدف از این مقاله، بررسی قابلیت اطمینان دیوارهای برشی بر پایه‌ی فولاد سرد نورد شده با تاکید خاص بر روی دیوار حاوی پنل‌های ساختار چوبی است. یک دیوار برشی پوسته پوسته بر پایه‌ی فولاد سرد نورد شده، سیستمی متشکل از ستون‌ها، شیارها، و غالبا حاوی پل‌ها بوده و سبب مسدود کردن اتصالات فولاد به فولاد و پوشش به فولاد می‌گردد. دیوارهای برشی ممکن است به‌طور یکپارچه به پایه‌ها، کف‌ها و یا دیگر دیوارهای برشی از طریق ابزارهای مختلف از جمله پایین نگه داشتن، تسمه‌ها، دیافراگم آکورد و کلکتورها متصل شوند. مقاومت جانبی دیوار برشی در ساختمان‌های تشکیل شده از فولاد نورد شده، متفاوت است چون؛ اجزا و اتصالاتی که دیوار را تشکیل می‌دهند، تصادفی انتخاب می‌شوند. تعامل بین اتصال‌دهنده‌ها و پوشش دهنده‌ها بسیار مهم است زیرا (۱) اتصال‌دهنده‌ی پوشش به فولاد، پاسخ منبع اصلی دیوار برشی غیرخطی است (۲) متغیرهای بالا در واکنش این اتصال‌دهنده‌ها وجود دارد. اگرچه مقادیر قدرت اسمی متفاوت برای تنظیمات دیوار برشی در هنگام طراحی مشخص شده است (به عنوان مثال، AISI S400)، اما تغییرپذیری دیوارهای برشی به‌طور صریح در نظر گرفته نشده است. فاکتورهای مقاومت با توجه به آزمایش حاصل از دیافراگم فولاد مشخص خواهند شد. برای بررسی تأثیر واکنش اتصال‌دهنده بر قابلیت اطمینان دیوار برشی، از شبیه‌سازی مونت کارلو برای دیوارهای برشی بر پایه‌ی فولاد سرد نورد شده حاوی چوب با ورودی تصادفی اتصال دهنده بهره گرفته شده است. متغیر در اتصال‌دهنده‌ها براساس آزمون‌های فیزیکی اتصال‌دهنده تعیین شد. خواص قدرت دیوار برشی، بستگی به نسبت ظرفیت اتصال‌دهنده‌های کلیدی، و همچنین رابطه بین قدرت اتصال و قدرت دیوار برشی دارد. ارزیابی قابلیت اطمینان برای چهار روش مختلف طراحی ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهد که مزایای قدرت دیوار برشی یک سیستم که به موجب آن تغییرپذیری در واکنش اتصال‌دهنده رخ می‌دهد، منجر به کاهش توزیع و کاهش تنوع در قدرت کلی دیوار برشی می‌گردد. این کاهش جزئی، تقریبا ۳%، در قدرت متوسط سیستم باید در نظر گرفته شود.
 
۱- مقدمه
ساختار سیستم‌های حاوی فولاد سرد نورد شده (CFS) معمولا برای ساخت و ساز کم و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد. در طراحی ساختمان‌ها با استفاده از CFS، دیوارهای برشی معمولا برای ارائه‌ی مقاومت جانبی برای تحمل بارهای لرزه‌ای یا بادی مورد استفاده قرار می‌گیرند (به عنوان مثال، به شکل ۱ رجوع کنید). معمولا، پوشش چوب، مانند تخته‌ی لایه‌ای جهت‌دار (OSB)، به دسته‌های CFS و شیارها برای ایجاد سختی برشی جانبی و ایجاد قدرت متصل شده است (به عنوان مثال، به شکل ۲ رجوع کنید).
یک ناسازگاری بین شکل CFS در دیوار بریده شده وجود دارد، که عمدتا به دلیل همگرایی تغییر شکل به وجود می‌آید، و پوسته‌ی چوبی که تقریبا مستطیلی است، در درجه‌ی اول وظیفه‌ی انتقال و چرخش سختی در صفحات را برعهده دارد.
ناسازگاری بین فریم تغییر شکل داده و پوشش باعث ایجاد جابجایی نسبی می‌شود که باید در اتصال‌دهنده‌ها جای بگیرد. این جابجایی باعث کج شدن و خم شدن اتصال دهنده، و همچنین تغییر شکل و آسیب به فولاد و مواد پوششی چوب در اطراف اتصال دهنده می‌شوند. این آسیب منبع تولید و اتلاف انرژی در این سیستم‌ها است [۱،۲]. همانطور که در شکل ۳ نشان داده شده است؛ نتیجه‌ی کلی دیوار برشی حاوی فریم CFS و پوشش چوبی، باعث تخریب و خرد شدن قابل توجهی در سیکل هیسترزیس می‌شود.
دیوارهای برشی حاوی فریم CFS و پوشش چوبی، به‌طور گسترده مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. در آمریکای شمالی AISI S400-15 ]3[ (قبلا AISI S213-07 و -۱۲ [۴]) مقاومت اسمی دیوار برشی را برای نوع‌های متفاوت پوشش، فاصله اتصال‌دهنده، و ضخامت دسته‌ها و شیارها براساس آزمایش‌های موجود ارائه می‌کند (به عنوان مثال، به مراجع [۵،۶] مراجعه کنید). مقاومت دیوار برشی در AISI S400 براساس ظرفیت آزمایش‌های انجام شده و = ۰٫۶ ∅، برای طراحی فاکتورهای مقاومتی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. این مقادیر ابتدا براساس نوع/ مقدار برای دیافراگم‌های دسته‌های فولادی، انتخاب شده است (که براساس آن یک حالت محدودیت شکست اتصال و یک هدف قابلیت اطمینان، b، از ۵/۳، به وجود می‌آید) و همچنان این مقادیر اضافی در جداول استاندارد گنجانده شده است.
دیوارهای برشی حاوی فریم CFS ممکن است به عنوان یک ساختار کوچک در نظر گرفته شوند و قابلیت اطمینان سیستم برای سازه‌های فولادی، به‌طور مشخص در [۷]، و ساختار CFS به‌طور خاص در [۹]، اخیرا مورد مطالعه قرار گرفته‌ است. مدل‌های شبیه‌سازی مونت کارلو (MC) در فریم‌های فولادی برای ارزیابی اجزای سازگار سیستم و کشف عوامل سیستم‌های‌ مقاومتی (/) بر پایه‌ی ریسک هدف سیستم در مقایسه با قابلیت اطمینان قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرد [۸]. نشان داده شده است که قابلیت اطمینان سیستم حاوی نوعی فریم CFS تحت تأثیر گرانش به مراتب بیش از قابلیت اطمینان اجزاء است [۹]. همچنین، قدرت نگهداری CFS در فریم-CFS برای دیافراگم کف در نظر گرفته شده و به عنوان یک سیستم محاسبه شده است [۱۰].
شناختن نقش مرکزی و پاسخ غیرخطی در اتصالات پوشش- اتصال‌دهنده-فولاد روی دیوار برشی کلی، توسط بوناپان و همکاران بررسی شده است. آنها OpenSees را توسعه و اعتبارسنجی کردند تا یک شبیه‌سازی را برای فریم- CFS و پوشش چوبی در یک سیکل دیوار برشی پیش‌بینی کنند [۱۱]. این مدل، پتانسیلی را برای انجام شبیه‌سازی MC در دیوارهای برشی حاوی فریم CFS- و کشف کردن تنوع و قابلیت اطمینان برای پاسخ به آنها را فراهم می‌کند. پتانسیل موجود راهکاری را برای بهبود ارزیابی قابلیت اطمینان فعلی در ]۳[ AISI S400 فراهم می‌کند، که اساسا فقط براساس نتایج مهندسی، به‌دست آمده است.
بررسی و معتبرسازی مدل دیوار برشی توسط بوناپان و همکاران [۱۱]، آزمایش دیوار برشی توسط لیو و همکاران [۱]، و تست اتصال در پوشش- اتصال‌دهنده-فولاد توسط پاترمن و همکاران ]۱۲[ صورت پذیرفته است؛ این کارها به منظور انجام شبیه‌سازی‌های MC بر روی یک سری از دیوارهای برشی حاوی فریم- CFS و بررسی قابلیت اطمینان بر روی دیوارهای برشی مورد مطالعه، انجام گرفته است. آزمایش‌های اتصال‌دهنده، به‌صورت یک متغیر تصادفی شناخته شده و برای شبیه‌سازی MC روی دیوارهای برشی انتخاب شده، مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج شبیه‌سازی، خلاصه شده و مورد بررسی قرار می‌گیرند تا یک بینش درست را در مورد اهمیت بارگذاری مجدد، محل قرارگیری اتصال‌دهنده‌ها و منشا تغییر در قدرت دیوار برشی را ارائه دهند. در ادامه، قابلیت اطمینان در حداکثر قدرت براساس شبیه‌سازی MC تعیین می‌گردد. در نهایت چهار روش طراحی برای پتانسیل دیوار برشی در نظر گرفته شده است و قابلیت اطمینان این روش‌ها براساس داده‌های موجود، هم با توجه و هم بدون توجه به اثر سیستم در شبیه‌سازی MC به‌دست آمده است. این تحقیق، ضمن بحث در مورد کارهای آینده، به بررسی و بالابردن قابلیت اطمینان یک سیستم حاوی فریم- CFS پرداخته است.

 

بخشی از مقاله انگلیسی

Abstract

The objective of this paper is to examine the reliability of cold-formed steel framed shear walls with a particular emphasis on walls sheathed with wood structural panels. A sheathed cold-formed steel framed shear wall is a system consisting of studs, tracks, and sheathing often with bridging and/or blocking, connected with steel-to-steel and sheathing-to-steel fasteners. The shear walls may be integrally connected to foundations, floors, or other shear walls through a variety of means including hold downs, straps, diaphragm chords and collectors. Shear wall lateral resistance in cold-formed steel framed buildings varies because of the randomness in the components and connections that comprise the wall. The interaction between fasteners and sheathing is particularly important because (1) sheathing-to-steel fastener response is the main source of shear wall nonlinearity (2) there is high variability in this fastener response. Although the nominal strengths for different shear wall configurations are stated in current design specifications (e.g., AISI S400), variability of shear walls has not been explicitly considered. Existing resistance factors are extrapolations from steel diaphragm testing. To explore the impact of fastener response variability on shear wall reliability, Monte Carlo simulation of typical cold-formed steel framed wood sheathed shear walls with random fastener input was conducted. Variability in fasteners was determined based on existing physical fastener tests. Statistical properties of shear wall strength, demand capacity ratio of key fasteners, as well as relations between fastener strength and shear wall strength are all explored. Reliability evaluation is provided for four different design methods. The results indicate that shear wall strength benefits from a system effect whereby variability in fastener response is reduced through redistribution resulting in reduced variability in overall shear wall strength. Concomitant with this is a slight decrease, approximately 3%, in the mean system strength that also must be considered.

۱ Introduction

Cold-formed steel (CFS) structural systems are commonly used for low and mid-rise construction. In the design of CFS-framed buildings, shear walls are typically used to provide lateral resistance for seismic or wind load (e.g., see Fig. 1). Commonly, wood sheathing, such as oriented strand board (OSB), is screw-fastened to CFS studs and tracks to develop lateral shear stiffness and strength (e.g., see Fig. 2). As the wall is sheared an incompatibility exists between the CFS framing, which is largely deforming as a parallelogram, and the wood sheathing that remains nearly rectangular and primarily undergoes rigid body translation and rotation because of its large in-plane rigidity. The incompatibility between the deformed frame and sheathing causes a relative displacement that must be accommodated at the fasteners. This displacement causes tilting and bending of the fastener, as well as deformation and damage to the steel and wood sheathing material around the fastener. This damage is the source of yielding and energy dissipation in these systems [1,2] . The resulting overall CFS-framed wood-sheathed shear wall cyclic response exhibits significant hysteresis, degradation, and pinching, as shown in Fig. 3. CFS-framed wood-sheathed shear walls have been tested extensively. In North America AISI S400-15 [3] (previously AISI S213-07 and -12 [4]) provides nominal shear wall strength for different types of sheathing, fastener spacing, and stud and track thickness based on the available testing (e.g., see [5,6]). The shear wall strengths in AISI S400 are based directly on tested capacities, and a / = 0.6 is used for the resistance factor in design. This value was selected initially based on typical / value for steel deck diaphragms (which is based on a connector failure limit state and a target reliability, b, of 3.5) and has remain unchanged as additional entries to the tables in the standard have been included. CFS-framed shear walls may be viewed as a small structural system – and system reliability for steel structures in general [7] and CFS structures in particular [9] has been studied recently. Monte Carlo (MC) simulation of models of steel frames have been used to assess component vs. system reliabilities and explore system-level resistance (/) factors based on target system reliabilities as opposed to component reliability [8] . It has been shown that the system reliability of typical CFS framing under gravity demands far exceeds the individual component reliabilities [9]. Also, the reserve strength of CFS CFS-framed floor diaphragms when considered as a system has been calculated [10]. Recognizing the central role that the nonlinear response of the steel-fastener-sheathing connection has on the overall shear wall response Buonopane et al. developed and validated an OpenSees simulation that adequately predicts CFS-framed wood-sheathed shear wall cyclic response [11]. This model provides the potential to conduct MC simulation of CFS-framed shear walls and explore the variability and reliability of their response. This has the potential to provide improvements to the current reliability assessment in AISI S400 [3],which is essentially based on engineering judgment alone. The work herein employs the validated shear wall model of Buonopane et al. [11],the shear wall tests of Liu et al. [1], and steel-fastener-sheathing connection tests of Peterman et al. [12] to perform MC simulations on a series of CFS-framed shear walls and assess the predicted reliability of the studied shear walls. The fastener testing is characterized in terms of a random variable and used to drive MC simulation of the selected shear walls. The simulation results are summarized and explored to provide insight on the importance of load redistribution, fastener location, and the resulting variability of shear wall strength. Next, the reliability of the peak strength based on the MC simulations is determined. Finally four potential shear wall design methods are considered and the reliability of these methods assessed against the available data both with and without consideration of the system effect as discerned from the MC simulation. The paper concludes with discussion of needed future work and the potential for further incorporating system reliability into CFS-framing design.

 

 

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

قابلیت اطمینان دیوارهای برشی بر پایه‌ فولاد سرد نورد شده، تحت تاثیر تنوع در واکنش اتصال دهنده ها

عنوان انگلیسی مقاله:

Reliability of cold-formed steel framed shear walls as impacted by variability in fastener response

 
 
 
 
 

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *