Dynamic Response of Knee Braced Moment Frames under Earthquake Excitations

ผลตอบสนองทางพลศาสตร์ของโครงข้อแข็งเหล็กเสริมด้วยองค์อาคารยึดรั้งบริเวณข้อต่อภายใต้แรงแผ่นไหว

Name: Jarun Srechai

keyword: Nonlinear Dynamic

Abstract: The dynamic response under earthquake excitations of a new hybrid structural system that combines the salient features of moment resisting frames, concentrically braced frames, and eccentrically braced frames is presented in this research. This system, called knee-braced moment frame (KBMFs), relies on moment resisting frames together with stocky knee braced as means to resist seismic forces. The study focuses on low-rise structures. Three story and six story building frames were used as study cases. A total of four design cases for the three story building frame were conducted. The first three cases utilized the conventional design method in which the design forces were derived from elastic analysis reduced by a constant response reduction factor. The fourth case utilized the recently developed performance-based plastic design (PBPD) approach. For the six-story frame, the best design approach, as determined from the four methods used to design the three-story frame, was used to design the frame. Nonlinear static and dynamic analyses under two levels of earthquake intensities were carried out to evaluate the dynamic response of the designed frames. The results from the analyses showed that the KBMFs designed by the selected methods met the performance targets and provide seismic performance superior than conventional moment resisting frames. Under the Design Basis Earthquake (DBE) ground motions, the story drifts were within the limit provided by code. Under Maximum Considered Earthquake (MCE) ground motions, the results showed that the presence of the knee braces could significantly reduce the level of structural damage. More importantly, under the DBE, the yielding patterns in KBMFs were consistent with the design concept. Based on the observed behavior, a practical design procedure for KBMFs is then suggested.

Abstract: การศึกษาวิจัยนี้นำเสนอผลการศึกษาเกี่ยวกับผลตอบสนองทางพลศาสตร์ ของโครงข้อแข็งเหล็กเสริม ด้วยองค์อาคารยึดรั้งบริเวณข้อต่อ (KBMF) ซึ่งโครงสร้างระบบดังกล่าวนำเอาข้อดีของโครงข้อแข็ง และโครงยึดรั้งรวมเข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มประสิทธฺภาพของโครงสร้าง โดยอาศัยองค์อาคารยึดรั้งขนาด สั้นที่นำมาติดตั้งบริเวณข้อต่อระหว่างเสาและคานของโครงข้อแข็ง เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับ แรงทางด้านข้างและลดแรงถายในที่เกืดขึ้นบริเวณจุดต่อระหว่างเสาและคาน ในการศึกษาครั้งนี้จะ มุ่งเน้นไปที่อาคารที่มีความสูงน้อย (Low-Rise stucture) โดยใช้อาคารที่มีความสูง 3 และ 6 ชั้นเป็น พื้นฐานในการศึกษา สำหรับอาคารที่มีความสูง 3 ชั้นจะพิจารณาออกแบบเป็น 4 กรณี โดยที่ 3 กรณี แรกจะออกแบบโดยวิธีที่ใช้ในทางปฎิบัติทั่วไป (Conventional Design Methods) และ กรณีที่ 4 ออกแบบโดยวิธิ Performance-Based Plastic Design (PBPD) สำหรับอาคารที่มีความสูง 6 ชั้นจะ ใช้วิธีออกแบบที่เหมาะสมที่สุดจากการศึกษาพฤติกรรมอาคารที่มีความสูง 3 ชั้น ในการศึกษาจิจัยครั้งนี้ ใช้วิธีวิเคราะห์ทางสถิติศาสตร์ไม่เป็นเชิงเส้น (Nonlinear Static) และพลศาสตร์ไม่เป็นเชิงเส้น (Nonlinear Dinamic) ภายใต้แผ่นดินไหว 2 ระดับความรุนแรง จากการศึกษาวิจัยพบว่า โครงสร้าง ข้อแข็งเหล็กเสริมด้วยองค์อาคารยึดรั้งบริเวณข้อต่อ มีผลตอบสนองที่สอดคล้องกับเงื่อนไขการออกแบบ และประสิทธิภาพในการต้านทานแผ่นดินไหวที่ดีกว่าโครงข้อแข็งแบบปกติ สิ่งสำคัญที่พบคือ ภายใต้แผ่นดินไหวระดับคว่มรุนแรงที่ออกแบบไว้(DBE) โครงข้อแข็งเหล็กเสริมด้วยองค์อาคารยึด รั้งบริเวณข้อต่อ มีค่าการเคลื่อนตัวระหว่างชั้นต่ำกว่ามาตรฐานกำหนด และครากเกิดขึ้นเฉพาะ จุดที่ออกแบบไว้ จากผลตอยสนองของโครงสร้างภายใต้แผ่นดินไหวขนาดรุนแรงที่สามารถเกิดขึ้น ได้ (MCE ) พบว่าโครงยึดรั้งสามารถลดความเสียหายของโครงสร้างได้ จากผลการศึกษาจึงเสนอ วิธีการออกแบบโครงข้อแข็งเหล็กเสริมด้วยองค์อาคารยึดรั้งบริเวณข้อต่อที่เหมาะสมในทางปฎิบัติ

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library.

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Sutat Leelataviwat

Role: Advisor

Created: 2553-01-23

Modified: 2553-01-23

Issued: 2010-01-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CVE2712

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Civil Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CVE2712.pdf	2.06 MB	88	2025-08-30 13:42:42
2	CVE2712ab.pdf	88.13 KB	26	2025-08-30 13:42:58

ใช้เวลา

0.037636 วินาที