Seismisches Verhalten von konzentrisch verstrebten Rahmen nach AISC341 und EC8

Konzentrisch verstrebte Rahmen aus Stahl (CBFs) werden häufig als wirksame Systeme zum Schutz vor seitlichen Belastungen durch Erdbeben und Wind eingesetzt. Dieser Beitrag konzentriert sich auf hochgradig erdbebengefährdete Anwendungen, bei denen die Aussteifungselemente in CBFs Energie durch wiederholte Zyklen von Knicken und Nachgeben abbauen. Weit verbreitete seismische Vorschriften haben etwas unterschiedliche Ansätze für die seismische Bemessung von CBFs. In der vorliegenden Studie werden die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen den in den Vereinigten Staaten und in Europa für diese Systeme verwendeten Bemessungsphilosophien und -vorschriften im Detail bewertet. Die Anforderungen der beiden Vorschriften, die während eines vollständigen Bemessungsverfahrens angewendet werden, werden zusammengefasst und verglichen. Darüber hinaus werden X-verstrebte, geteilte X-verstrebte und V-verstrebte Archetypen entsprechend bemessen und die Unterschiede in den Bemessungsergebnissen hinsichtlich der Querschnittsgrößen und des Gewichts des in jedem Entwurf verwendeten Stahls untersucht. Schließlich werden unelastische Strukturmodelle der entworfenen Archetypen entwickelt und einer großen Anzahl von Bodenbewegungen unterzogen, um ihr seismisches Verhalten zu untersuchen. Die Ergebnisse von insgesamt 880 nichtlinearen Zeitverlaufsanalysen werden dann zusammengefasst, um die Art und Weise zu untersuchen, in der die Anforderungen dieser Vorschriften das seismische Verhalten der entworfenen CBF beeinflussen. Es werden bemerkenswerte Unterschiede zwischen den Leistungen der nach amerikanischen und europäischen Vorschriften entworfenen ZBFs festgestellt. Die Gemeinsamkeiten und Unterschiede sowie die Nachteile der Vorschriften werden ausführlich diskutiert. Es werden Empfehlungen und zukünftiger Forschungsbedarf vorgeschlagen, um das seismische Verhalten von Stahl-ZBFs zu verbessern, die nach diesen Vorschriften entworfen wurden.