In the present research, inelastic behavior of cold-formed steel frames with strap bracing was studied under cycling loading using finite element (FE) method. All of frame members including tracks, studs, and braces were modeled using two dimensional shell elements. The screw connections of braces to studs were simulated using connector elements. The shear and axial strength of screws were determined considering the screw pull-out and hard contact of braces to studs. The failure mechanism and resultant base shear were compared with the experimental measurements. The results showed a good agreement between developed FE model and experimental data. The shear and tensile forces of screws at different stages of loading, as well as the behavior in elastic and inelastic regions, were evaluated using the developed model. It was concluded that the buckling and yielding of braces are the most effective factors on the cyclic behavior of cold-formed steel frames; and that cyclic behavior of cold-formed steel frames with strap bracing can be accurately determined using the proposed FE model

چکیده

در این مقاله رفتار غیر الاستیک قاب های فلزی سرد نورد شده با باد بند تسمه ای تحت بارگذاری چرخه ای به وسیله روش المان محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. تمام اعضای قاب شامل تیرها وروادارها (ستون ها) و بادبند ها با استفاده از المان های صفحه ای دو بعدی مدل شده اند.اتصالات پیچی بادبند ها به ستون ها با استفاده از المان های رابط شبیه سازی شده اند. مقاومت برشی و محوری پیچ ها با توجه بیرون کشیدگی پیچ و سختی تماس بین باد بند و ستون ها تعیین شده است. مکانیزم گسیختگی و نتایج بر اساس برش با اندازه گیری های آزمایشگاهی مقایسه شده اند. نتایج نشان داد همخوانی خوبی بین مدل المان محدود و داده های آزمایشگاهی وجود دارد. نیروهای برش و کشش پیچ ها در مراحل مختلف بارگذاری و همچنین رفتار در مناطق الاستیک و غیر الاستیک با استفاده از مدل توسعه یافته مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که کمانش و تسلیم شدن موثر ترین عوامل در رفتار چرخه ای قاب های فولادی سرد نورد شده هستند و رفتار چرخه ای قاب های فلزی سرد نورد شده با بادبند تسمه ای می تواند دقیقا با استفاده از مدل اجزای محدود ارائه شده تعیین گردد.

1-مقدمه

استفاده از فولاد سرد نورد شده در المان های قابی یک سازه برای ساخت ساختمان های کوتاه و میان مرتبه به خصوص مناطق با خطر لرزه ای بالا پر کاربرد است. با این حال تعدادی از آیین نامه های طراحی موجود مقررات غیر لرزه ای برای سازه های فولادی سرد نورد شده دارند. استاندارد  north Americanبرای سیستم های قاب جانبی CFS (فولادی سرد نورد شده) طراحی لرزه ای ،مصالح و تشریح اطلاعات را شامل می شود...