بررسی پدیده‌ی تأخیر برشی در سازه‌های بتن‌آرمه بلند‌مرتبه با سیستم لوله در لوله تحت اثر بار باد

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده مهندسی، واحد گرمسار، دانشگاه آزاد اسلامی، گرمسار، ایران

2 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

3 دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد، مشهد، ایران.

چکیده

سیستم لوله در لوله یکی از کاربردی­ترین فرم‌های سازه‌ای در ساختمان­های بلندمرتبه می‌باشد. از جمله مهم‌ترین معایب این سیستم، پدیده­ی تأخیر  برشی است که باعث می‌شود نیروی محوری در ستون‌های کناری بال سازه افزایش و در ستون‌های میانی بال کاهش یابد. بنابراین در این تحقیق، به بررسی شاخص تأخیر  برشی در سازه­های بتن­آرمه­ی بلندمرتبه با سیستم لوله در لوله با و بدون قطع ستون‌ها در ارتفاع و پلان تحت اثر بار باد پرداخته می‌شود. بنابراین دو سازه­ی بتنی 40 و 60 طبقه به‌صورت سه‌بعدی در سه حالت با و بدون قطع ستون­ها در نرم‌افزار ETABS 2017 مدل‌سازی شده­اند. مدل­های 40 طبقه بدون قطع و با قطع ستون­ها در طبقات 11، 21 و 31 و مدل­های 60 طبقه بدون قطع و با قطع ستون­ها در طبقات 16، 31 و 46 در نظر گرفته شده­اند. مدل­ها تحت بار باد تحلیل‌ و پدیده­ی تأخیر  برشی در آن­ها محاسبه و مقایسه شده است. نتایج نشان می­دهد که در سازه­ها از پایین به بالا شاخص تأخیر  برشی از فاز مثبت به منفی تغییر حالت داده و در طبقات بالا نیروی محوری ستون‌های میانی بیش از ستون‌های گوشه است. به­عنوان نمونه مقدار میانگین شاخص­های تأخیر  برشی در طبقه­ی 5 ام ساختمان 40 طبقه­ی بدون قطع ستون 2/1 و در طبقه­ی 35 ام آن 61/0 است. در مورد ساختمان  60 طبقه­ی بدون قطع ستون نیز مقادیر فوق در طبقات 5 ام و 55 ام به ترتیب 52/0 و 14/1 می­باشد. همچنین نتایج نشان می­دهد که با دسته بندی ستون­های ساختمان­ها، عملکرد آن­ها در ارتفاع بهبود یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Shear Lag Phenomenon in High-Rise Reinforced Concrete Structures with Tube-in-Tube System under the Effect of Wind Load

نویسندگان [English]

  • Kourosh Mehdizadeh 1
  • Seyede Vahide Hashemi 2
  • Abbasali Sadeghi 3
1 Department of Civil Engineering, Engineering Faculty, Garmsar Branch, Islamic Azad University, Garmsar, Iran
2 Department of Civil Engineering, Engineering Faculty, Sistan and Baluchestan University, zahedan, Iran
3 Islamic azad university< Mashhad branch, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

The tube-in-tube system is one of the most practical structural forms in high-rise buildings. One of the most important disadvantages of this system is the shear lag phenomenon, which increases the axial force in the side columns and decreases the axial force of the middle columns of the flange of structure. Therefore, in this study, the shear lag is investigated in high-rise reinforced concrete structures with tube-in-tube system with and without columns cut according to the height and plan under the effect of wind load. Thus, two high-rise concrete buildings, 40 and 60-story are modeled in ETABS 2017 software three dimensionally in three states. 40-story and 60-story prototypes are considered with and without columns cut in stories 11, 21 and 31, and then in stories 16, 31, and 46, respectively. Models were analyzed by wind force in order to calculate and compare the shear lag phenomenon. The results show that shear lag index has been changed from positive to negative phase at the height of building from the bottom to top and the axial force of the middle columns is higher than the corner columns in top stories. For example, the shear lag indices average is 1.2 and 0.61 in the 5th and 35th floors of 40-story building without column cut, respectively. Then the above values are 0.52 and 1.14 in the 5th and 55th floors, respectively for 60-story building without column cut. Also, the results indicate that the performance of structures has been improved at height by bundling of the columns in structures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • High-Rise Reinforced Concrete Structure
  • Tube-in-Tube System
  • Shear Lag
  • Column Cut
  • Bundled Columns