Under lateral loads Framed Tube (FT) system exhibits reduction of cantilever efficiency due to the effect of shear lag. Braced Tube (BT) represents a valuable solution to overcome shear lag problems by stiffening the exterior frame with diagonal braced members. This study investigates the effect of shear lag on BT and FT under wind load. Shear lag and top-level displacement results are compared with previous findings by researchers on FT and BT systems. The investigation of the effect of various configurations in BT on the reduction the shear lag is another objective of this study. The efficiency of each structure is evaluated using the linear response spectrum analysis to obtain shear lag. STADD Pro software is used to run the dynamic analysis of the models. Results show there is relatively less shear lag in all the BT configurations compared to the FT structural system. Moreover, the comparison of the obtained result with those derived by previous studies shows that shear lag is not proportional to lateral displacement. With respect to results, optimum BT configuration in term of lower shear lag caused by lateral loads is presented

چکیده

سیستم های لوله ای قاب بندی شده (FT)، تحت بارهای جانبی و به دلیل پدیده لنگی برشی، دچار کاهش در راندمان طره ای بودن خود، می شوند. سیستم های لوله ای مهاربندی شده (BT)، با افزودن به سختی قاب خارجی، بوسیله اعضای مهاری مورب، راه حل با ارزشی را برای غلبه بر مشکل لنگی برشی ارائه می دهند. این مقاله به بررسی تاثیر پدیده لنگی برشی بر روی سیستم های BT و FT، تحت بارهای جانبی از جمله باد می پردازد. همچنین، نتایج لنگی برشی و جابجایی طبقه آخر، با یافته های پیشین محققان، برروی سیستم های FT و BT، مقایسه می شود. یکی دیگر از اهداف این مطالعه بررسی تاثیر ترکیب بندی های مختلف در سیستم لوله ای مهاربندی شده بر کاهش پدیده لنگی برشی است. راندمان هر کدام از سازه ها با بدست آوردن لنگی برشی توسط تحلیل طیف پاسخ خطی ارزیابی می شود. جهت اجرای تحلیل دینامیکی مدل ها، از نرم افزار STADD Pro استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که در همه ترکیب بندی های سیستم BT، لنگی برشی نسبتاً کمتری در مقایسه با سیستم FT مشاهده می شود. بعلاوه مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از مطالعات گذشته نشان می دهد که تناسبی بین لنگی برشی و جابجایی جانبی وجود ندارد. در این مقاله، با توجه به نتایج بدست آمده، ترکیب بندی بهینه سیستم BT، جهت کمترین لنگی برشی ناشی از بارهای جانبی، ارائه گردیده است.

1-مقدمه

بسیاری از ساختمان های بلند مرتبه از سیستم لولۀ قاب بندی شده (FT) بهره می برند. این سیستم، یکی از شکل های سازه ای پایه‌ در سیستم های لوله‌ ای به شمار می رود (Coull and Subedi 1971 , Foutch and Chang 1982). سیستم FT می تواند به عنوان سیستمی تعریف گردد که به طور کامل و سه بعدی اطراف ساختمان را در بر می گیرد و در مقابل بارهای جانبی مقاومت می کند (Carpinteri et al. 2010). در سال 2007 (Ali and moon) اولین بکارگیری از سیستم FT را به Khan نسبت دادند که در سال 1961 به این مفهوم پرداخته بود (Khan 1972). ساختمان 43 طبقه Witt-Chestnut در شیکاگو اولین ساختمان شناخته شده با سیستم FT است که توسط Khan طراحی گردید. در سال 2007، Ali and Moon به این نکته پی بردند که نتیجه طراحی بهینه یک سیستم لوله ای قاب بندی شده، محدود کردن اثر لنگی برشی و کمک به رفتار طره ای بهتر سازه، با توجه به محدودیت های معقول و عملی، مانند، دستیابی به خمش طره ای بین 50 تا 80 درصد نوسان جانبی کلی ساختمان، است...