Cyclic axial response and energy dissipation of cold-formed steel framing members

توضیحات

ABSTRACT

This paper summarizes results from an experimental program that investigated the cyclic axial behavior and energy dissipation of cold-formed steel C—sections structural framing members. Fully characterized cyclic axial load–deformation response of individual members is necessary to facilitate performancebased design of cold-formed steel building systems. Specimen cross-section dimensions and lengths were selected to isolate specific buckling modes (i.e., local, distortional or global buckling). The cyclic loading protocol was adapted from FEMA 461 with target displacements based on elastic buckling properties. Cyclic response showed large post-buckling deformations, pinching, strength and stiffness degradation. Damage accumulated within one half-wave after buckling. The total hysteretic energy dissipated within the damaged half-wave decreased with increasing cross-section slenderness. More energy dissipation comes at the cost of less cumulative axial  deformation before tensile rupture.

INTRODUCTION

  Current seismic analysis and design procedures for cold-formed steel (CFS) frame buildings focus on the  strength of individual shear wall units , e.g., shear walls constructed with CFS steel members sheathed with Structural 1 plywood (4 ply), oriented strand board (OSB), gypsum board, or thin sheet steel or strap bracing. These building subsystems are designed using prescriptive procedures and tabulated values based on shear wall tests. Research efforts to characterize the response and develop numerical models for CFS lateral load resisting systems typically focus on the response of shear walls to push-over and cyclic tests . Specific guidance about energy dissipation or strength degradation for these systems and their components (e.g., drag struts, boundary chord studs) is not readily available. The goal of the research summarized in this paper is to experimentally investigate and then quantify the cyclic behavior, and energy dissipation  characteristics of CFS axial members. This test data will be implemented in future CFS subsystem seismic  numerical models as part of a larger ongoing multi-university research effort. The shift towards performance-based design in earthquake design is creating considerable interest in understanding and controlling building seismic behavior at different seismic hazard levels.

چکیده

این مقاله خلاصه نتایج یک برنامه آزمایشی است که به بررسی رفتار محوری چرخه ای و تخریب انرژی بخش های ساختاری فولادی C-sections فولادی شکل گرفته است. به طور کامل واکنش تغییر شکل بار محوری سیلیکونی اعضای فردی برای تسهیل طراحی عملکرد مبتنی بر سیستم های ساختمان فولادی سرد مورد نیاز است. ابعاد و طول مقاطع نمونه برای جداسازی حالت های انحنای خاص (به عنوان مثال، انحنای محلی، تحریف یا جهانی) انتخاب شدند. پروتکل بارگیری چرخه ای از FEMA 461 با جابجایی های هدف بر اساس خواص خمشی الاستیک اقتباس شده است. واکنش سیکل نشانگر تغییرات پس از خم شدن، خم شدن، انقباض قدرت و سختی بود. خسارت در یک نیم موج پس از خم شدن انباشته شده است. مجموع انرژی هیسترتیکی که در موج نیمه آسیب دیده تخلیه می شود با افزایش انعطاف پذیری مقطعی کاهش می یابد. تسریع بیشتر انرژی در هزینه تغییر شکل محوری تجمعی کمتر قبل از کشش کششی است.

مقدمه

تجزیه و تحلیل لرزه ای فعلی و روش های طراحی برای ساختمان های فریم فلزی سرد (CFS) تمرکز بر قدرت واحدهای دیوار برشی فردی، به عنوان مثال، دیوارهای برشی ساخته شده با اعضای فولاد CFS پوشیده شده با تخته سه لا ساختاری (4)، هیئت مدیره رشته گرا (OSB )، هیئت مدیره گچ، یا ورق نازک ورق یا بند ناف. این زیرسیستم های ساختمان با استفاده از روش های پیشنهادی و مقادیر جدول بندی بر اساس آزمون های دیوار برشی طراحی شده اند. تلاش های تحقیق برای مشخص کردن پاسخ و توسعه مدل های عددی برای سیستم های مقاومتی باربری جانبی CFS به طور معمول بر پاسخ دیوارهای برشی به آزمایش های فشار و چرخه تمرکز می کنند. راهنمایی های خاص در مورد تخریب انرژی و یا تضعیف قدرت برای این سیستم ها و اجزای آنها (به عنوان مثال، اهرم های کشیدن، آچار مرز وتر) به آسانی در دسترس نیست. هدف از تحقيق خلاصه شده در اين مقاله تجربي آزمايشگاهي و سپس اندازه گيري رفتار چرخه اي و خصوصيات انتشار انرژي اعضاي محوري CFS است. این داده های آزمایشی در مدل های عددی لرزه ای زیرسیستم CFS آینده به عنوان بخشی از تلاش تحقیقاتی چند دانشگاهی در حال انجام است. تغییر به سمت طراحی عملکرد مبتنی بر طراحی در طراحی زلزله، علاقه فراوانی به شناخت و کنترل رفتار لرزه ای ساختمان در سطوح مختلف خطر لرزه ای ایجاد می کند.

Year: 2014

Publisher : ELSEVIER

By : David A. Padilla-Llano , Cristopher D. Moen, Matthew R. Eatherton

File Information: English Language/ 13 Page / size: 1.94 KB

Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart

Download tutorial

سال : 1393

ناشر : ELSEVIER

کاری از : David A. Padilla-Llano، کریستوفر D. Moen، متیو R. Eatherton

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 13 صفحه / حجم : KB 1.94

فقط اعضای سایت پس از ثبت نام و اضافه کردن به سبد خرید می توانند دانلود رایگان کنند.خوشحال می شویم به ما پبیوندید

آموزش دانلود