دانلود رایگان ترجمه مقاله طراحی پلاستیک مبتنی بر عملکرد دیوارهای برشی فولادی – الزویر ۲۰۱۳

دانلود رایگان مقاله انگلیسی طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد دیوار برشی فولادی به همراه ترجمه فارسی

 

عنوان فارسی مقاله: طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد دیوار برشی فولادی
عنوان انگلیسی مقاله: Performance-based plastic design of steel plate shear walls
رشته های مرتبط: مهندسی عمران، مدیریت ساخت و سازه
فرمت مقالات رایگان مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF میباشند
کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله خوب میباشد 
توضیحات ترجمه این مقاله به صورت خلاصه انجام شده است.
نشریه  الزویر – Elsevier
کد محصول F486

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

دانلود رایگان ترجمه مقاله

خرید ترجمه با فرمت ورد

خرید ترجمه مقاله با فرمت ورد
جستجوی ترجمه مقالات جستجوی ترجمه مقالات مهندسی عمران

 

 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

۱٫مقررات طرح های موجود برای دیوارهای برشی فولادی
طی سال های ۱۹۸۰و۱۹۹۰ تحقیقات قابل توجهی به صورت تحلیلی وآزمایشگاهی روی رفتار پس از کمانش سیستم دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده(SPSW) انجام شد. این تحقیقات در ابتدا در دانشگاه های کانادا و آمریکا انجام شد( برای مثال [۲-۶]) که منجر به ادغام مشخصات طراحی سیستم SPSW در آیین نامه ها و استانداردها شد. در سال ۱۹۹۴ در استاندارد طراحی فولادی آمریکا [۷] مقررات طراحی برای SPSW تنها به عنوان ضمیمه آیین نامه طراحی اصلی بود. در استاندارد ۲۰۰۱ کانادا[۸] بند اجباری برای طراحی دیوار برشی فولادی قرار داده شده است. این استاندارد برای دو حالت شکل پذیری کم و شکل پذیری زیاد دیوار برشی فولادی مقررات دارد. برای SPSW با شکل پذیری کم نیاز به اتصال ویژه تیر به ستون نیست و ضریب رفتار برای این حالت برابر ۲ در نظر گرفته می شود. برای SPSW با شکل پذیری زیاد برای اتصال تیر به ستون از سیستم قاب خمشی استفاده می شود و ضریب رفتار برابر ۵ در نظر گرفته می شود. بدین ترتیب این آیین نامه برای اطمینان از شکست شکل پذیر، روش طراحی ظرفیت غیر مستقیم را پیشنهاد می کند. در این روش ضریب B ( نسبت مقاومت برشی دیوار برشی فولادی با ضخامت مورد نظر به نیروی جانبی ضریبدار در پایه دیوار برشی فولادی ) برای بزرگنمایی نیروی محوری و لنگر خمشی ستون بدست آمده از تحلیل الاستیک استفاده می شود. این ضریب بزرگنمایی برای ستونی که نیرو و لنگر ان از تحلیل غیر خطی پوش آور بدست آمده استف لازم نیست.
تحقیقات بیشتر در مورد سیستم های SPSW در دهه گذشته، به ویژه تحلیل و طراحی روش های پلاستیکی برای SPSW [9] منجر به تدوین مقررات جدید در مقررات زلزله آیین نامه AISC و آیین نامه کانادا CAN/CSA S16 شد[۸٫۱۲].
مشخصات SPSW در AISC در حالت حد فروپاشی براساس روش ضریب بار و مقاومت (LRFD) می باشد. مفهوم طراحی ظرفیت در این استاندارد گنجانیده شده است. برای مثال تمام گوشه ها و مرزالمان ها ( مرزهای افقی المان ها / HBE و مرزهای قائم المان ها / VBE ) برای ماکزیمم نیرویی که باعث تسلیم کامل ورق پر کننده می شود، طراحی می شود. این مقررات یک مکانیسم شکست ترجیحی مانند معیار تیر ضعیف – ستون قوی و این که مفاصل پلاستیک تنها در انتهای HBE تشکیل شوند، را نشان می دهد. اخیرا راهنمای AISC 20 برای SPSW [13] با مقررات زلزله AISC برای کامل کردن روش های طراحی توسعه یافت. که شامل مراحل گام به گام طراحی برای دو نوع دیوار برشی فولادی :
SPSW با شکل پذیری بالا (R=7) برای مناطق با لرزه خیزی بالا
SPSW با شکل پذیری کم (R=3) برای مناطق با لرزه خیزی کم
این راهنما مطابق با استاندارد ASCE-05 موجود برای تعیین مینیمم بار ساختمان ها [۱۴]،
ANSI/AISC 360-05 برای سازه های فولادی [۱۵] و مقررات زلزله AISC 2005 [10] توسعه یافت. اگرچه ظرفیت طراحی المان در استاندارد طراحی فولادی اخیر کانادا و آمریکا گنجانده شد وقتی از دیدگاه طراحی بر اساس عملکرد لرزه ای (PBSD) قرار می گیرند دارای محدودیت هایی است.
۱٫ با این آیین نامه ظرفیت قابل توجه تغییر شکل غیر الاستیک سیستم SPSW به طور کامل استفاده نمی شود، به عنوان طراحی در درجه اول طراحی بر اساس نیرو- مقاومت الاستیک که برای رسیدن به رفتار غیر الاستیک از یک ضریب اصلاح پاسخ ،R، استفاده می شود.
۲٫ این راهنما ها مختص یک مکانیسم مطلوب است ولی معادلات طراحی خاص برای رسیدن به این عملکرد مطلوب [۱۶] را به خصوص در VBE و HBE درسیستم SPSW نمی دهد.
۳٫ این استانداردها طراحی گزینه هایی برای انتخاب مکانیسم شکست سازه های SPSW را فراهم نمی کند.
در سالیان اخیر Berman و Bruneau [17] روش منطقی دقیق و نسبتا مؤثر در طراحی ظرفیت
ستون های SPSW (VBE) را پیشنهاد دادند. روش ها ترکیبی از مدل الاستیک SPSW و مفاهیم تحلیل پلاستیک بود. تحقیقات مقررات طراحی ظرفیت در تیرهای مرزی (HBE) در سیستم SPSW را فراهم کرد. این معادلات طراحی به ویژه برای تیرهای anchor ( تیرهای سقف و کف که فقط در یک سمت دارای پانل پرکننده هستند) که دارای مکانیسم خرابی در تیر هستند مفاصل پلاستیک در دو انتها و وسط دهانه ی HBE می باشد. Vian و همکاران [۱۹] استفاده از مقطع کاهش یافته / RBS را برای تحقق مکانیسم شکست ترجیهی طبق ضوابط لرزه ای AISC توصیه کردند.
در طول دهه گذشته، فلسفه طراحی لرزه ای بر اساس عملکرد به عنوان یک طرح لرزه ای امیدوارکننده و کارآمد ظهور پیدا کرده است. PBSD صراحتا روی رفتار غیرالاستیک سیستم سازه ای در روند طراحی تاکید دارد. PBSD بر پایه مفاهیم تحلیل و طراحی پلاستیک، طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد ( PBPD ) نامیده می شود. که اخیرا در سیستم های سازه ای مختلف از جمله قاب خمشی فولادی، قاب خمشی فولادی مهاربندی شده و . . . در دانشگاه میشیگان توسع یافته است [۲۲,۲۳]. در این روش طراحی مکانیسم شکست از پیش تعیین شده و تغییرمکان هدف (بر پایه رفتار غیر الاستیک) به عنوان اهداف عملکرد در نظر گرفته شد. تحلیل اعتبار سنجی این روش نشان داد که استفاده از این روش طراحی برای سازه ها در دستیابی به عملکرد از قبل انتخاب شده بسیار موثر بوده است. جزییات این روش و گام به گام روش های بعد از آن توسط Goel و Chao [24] تدوین شده بود. با توجه به تغییرات تدریجی در PBSD نسبت به روش طراحی لرزه ای بر اساس عملکرد معمولی Ghosh و همکاران [۲۵] یک روش طراحی بر پایه تغییر مکان/ شکل پذیری برای سیستم دیوار برشی فولادی با تیرهای دارای مفصل در مرزها (مفصل در دو سر تیر) را پیشنهاد کردند. مشابه همین روش در دانشگاه میشیگان توسعه یافت که تغییر مکان شکل پذیر هدف و مکانیسم تسلیم از پیش تعیین شده معیار طراحی بود. از مفهوم تعادل انرژی غیرالاستیک در این روش طراحی استفاده شد. Ghosh و همکاران. این روش با طراحی SPSW 4 طبقه اتصال مفصلی تیرها تحت حرکات مختلف زمین برای نسبت های شکل پذیری مختلف اعتبار سنجی شد Gupta و همکاران [۲۶]. Ghosh و همکاران با موفقیت روش بر پایه شکل پذیری تغییر مکان غیرالاستیک با استفاده از مقاطع گرم نورد شده موجود (برای المان های مرزی) در آمریکا [۱۵]و هند [۲۷] پیشنهاد دادند. اخیرا توزیع مناسب برش پایه در این روش گسترش یافت[۲۸]. اعمال این روش برای SPSW با اتصال مفصلی تیرها در ارتفاعات مختلف موثر است.

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫ Existing design provisions for steel plate shear walls

During the 1980s and 1990s, a significant amount of research works, both ‘analytical’ and ‘experimental’, was conducted on the postbuckling behaviour of thin unstiffened steel plate shear wall (SPSW) systems [1]. These research works, conducted primarily in Canadian and U.S. universities (for example, [2–۶]), resulted in the incorporation of design specifications for SPSW systems in design standards/codes. In 1994, the Canadian steel design standard [7] included design provisions for unstiffened thin SPSW, although only as an appendix to the main design code. The 2001 Canadian standard [8] incorporated mandatory clauses on the design of steel plate shear walls. This standard had provisions for both ‘limited ductility’ and ‘ductile’ steel plate shear walls. For the limited ductility SPSW, no special requirements were made for the beam-to-column connections and a response modification factor (R) of 2.0 was assigned for these systems. For the ductile SPSW, however, the beam-to-column connections had to be moment resisting and the response modification factor was higher (R = 5.0). In order to ensure a ductile failure mode for SPSW structures, this code recommended an indirect capacity design approach. In this approach, a factor B (ratio of the probable shear resistance at the base of the wall for a given plate thickness to the factored lateral force at the base of the wall, obtained from the calculated seismic load) was used to magnify the moments and axial forces in columns obtained from an elastic analysis. This magnification was not required if column forces and moments were obtained from a nonlinear pushover analysis. Further research on SPSW systems in the last decade, particularly the plastic analysis and design methods for SPSW [9], resulted in newer design provisions, for example, as in the AISC Seismic Provisions [10,11] and the Canadian standard CAN/CSA S16 [8,12]. The AISC SPSW specifications followed the load and resistance factor design (LRFD) format based on the limit state of collapse. The concept of capacity design was incorporated in this standard. For example, all edge/boundary elements (‘horizontal boundary elements/ HBE’ and ‘vertical boundary elements/VBE’) were designed to resist the maximum forces that could be generated by fully yielded steel ‘infill panels’. These provisions also indicated to a preferred mechanism of failure through specifications, such as that the boundary elements were required to be proportioned in order to meet the ‘strong-column-weak-beam’ criterion, and that in boundary elements plastic hinging was permitted only at HBE ends. The recently published AISC Design Guide 20 for SPSW [13] developed the 2005 AISC Seismic Provisions into a complete design methodology. It included step-by-step design procedures as well as design examples for two types of steel plate shear walls: high-ductility SPSW (with R = 7.0) for high-seismic regions and low-ductility SPSW (with R = 3.0) for low seismic regions. This design guide was developed in accordance with the then existing relevant standards ASCE7-05 for minimum design loads in buildings [14], ANSI/AISC 360-05 for structural steel [15], and 2005 AISC Seismic Provisions [10]. Although elements of capacity design concepts were incorporated in the latest Canadian and U.S. steel design standards, there are a few limitations when assessed from a performance-based seismic design (PBSD) perspective 1. Significant inelastic deformation capacity (ductility) of SPSW systems cannot be fully utilised by these codes, as the design is primarily based on an elastic force/strength-based approach where the inelastic behaviour is implicitly accounted for through a response modification factor, R. 2. These guides specify a desirable yield mechanism, however they do not provide specific design equations to attain this yield mechanism [16], especially for the VBE and HBE in the SPSW system. 3. These standards do not provide the designer any option to choose a specific yielding hierarchy or failure mechanism for the SPSW structure. In more recent times, Berman and Bruneau [17] proposed a reasonably accurate and relatively effective capacity design method for SPSW columns (VBE). Their procedure combined a linear elastic model of SPSW and plastic analysis concepts. Research works by [18–۲۱] provided capacity design provisions for boundary beams (HBE) in SPSW systems. These design equations, especially those for ‘anchor beams’ (beams at roof and ground level with infill panels only at one side) were derived considering local collapse mechanism (‘beam mechanism’) with plastic hinges forming at the ends of the HBE and close to the mid-span of the HBE. Vian et al. [19] also recommended the use of ‘reduced beam section/RBS’ at the ends of the HBE to ensure the preferred failure mechanism of the AISC Seismic Provisions. Over the last decade, the performance-based seismic design philosophy has emerged as a promising and efficient seismic design approach. PBSD explicitly accounts for the inelastic behaviour of a structural system in the design process itself. PBSD approaches based on plastic analysis and design concepts called as performance-based plastic design (PBPD) methods were recently developed for different lateral load resisting systems (such as steel moment resisting frames, steel braced frames, etc.) in the University of Michigan [22,23]. In these design methods a pre-selected yield/ failure mechanism and a uniform target drift (based on inelastic behaviour) were considered as performance objectives. The analytical validation of these methods showed that structures designed using these methods were very effective in achieving the pre-selected performance objectives. Details of these methods and step-by-step procedures were later compiled in a book by Goel and Chao [24]. Considering a gradual shift towards PBSD for seismic design methods in general, Ghosh et al. [25] proposed a displacement/ductility-based design methodology for steel plate shear wall systems with pin-connected boundary beams. Similar to the methods developed in the University of Michigan, they also considered the target displacement ductility ratio and a preselected yield mechanism as the design criterion; and an inelastic energy balance concept was used in the formulation of the design method. Ghosh et al. validated this method by designing a four-storey SPSW with pin-connected beams subjected to various ground motion scenarios and for different target ductility ratios. Gupta et al. [26] successfully applied the inelastic displacement ductility-based method proposed by Ghosh et al. using standard hot rolled-sections (for boundary elements) available in the U.S. [15] and in India [27]. More recently, while investigating for a suitable (height-wise) distribution of the design base shear for this method, [28] applied this method effectively to SPSW with pinconnected beams of various heights.

 

 

ارسال دیدگاه

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