تفاوت روش‌های طراحی بر اساس نیرو و تغییر مکان در قاب‌های خمشی بتنی در برابر زلزله

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان

2 دانشگاه کاشان

3 دانشگاه سمنان

چکیده

امروزه روش‌های طراحی بر اساس عملکرد با دو رویکرد مستقیم و غیرمستقیم انجام می‌شوند. در رویکرد مستقیم، ویژگی‌ها و مشخصاتی مثل مکانیسم مطلوب، میزان دوران مفاصل، تغییر مکان نسبی طبقه هدف و محدودیت کرنش مصالح که متناظر با سطح عملکرد مورد نظر هستند از همان ابتدا در فرآیند تحلیل و طراحی گنجانده شده‌اند. یکی از روش‌های طراحی بر اساس عملکرد با رویکرد مستقیم، طراحی مستقیم بر اساس تغییر مکان است که در آن سازه با فرض مکانیسم و عملکرد مطلوب تحلیل و طراحی می‌شود. در این پژوهش ابتدا مبانی روش طراحی مستقیم بر اساس تغییر مکان بیان شده و سپس قاب‌های خمشی بتنی ۴، ۸، ۱۲ و ۱۶ طبقه با روش طراحی بر اساس نیرو و این روش، طراحی شده‌اند که مقایسه‌ی آنها نشان می‌دهد ستون قاب‌های روش تغییر مکان ابعاد بزرگ‌تر یا مساوی و آرماتور خمشی بیشتری نسبت به ستون قاب‌های روش نیرو دارند. علاوه ‌بر این میزان آرماتور وسط دهانه‌ی تیرهای قاب‌های روش تغییر مکان نسبت به دو انتهای آن (محل‌های احتمالی تشکیل مفاصل پلاستیک) بیشتر است. همچنین در ستون قاب‌های طراحی‌شده با روش طراحی مستقیم بر اساس تغییر مکان نسبت به طراحی بر اساس نیرو وزن کل بتن به‌کار رفته تا ۲۸ درصد و وزن آرماتور به‌کار رفته ۴۵ تا ۸۲ درصد بیشتر است، حال آن‌که در تیرها وزن بتن به‌کار رفته تا ۱۸ درصد کمتر و وزن آرماتور به‌کار رفته ۳ تا ۳۱ درصد بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Priestley, M. (2000) Performance based seismic design. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 33, 325-346.
  2. Bertero, V.V. (2000) Performance-based seismic engineering: conventional vs. innovative approaches. Proc. Memorias 12vo Congreso Mundial de Ingenieria Sismica.
  3. GCR, N. (2009) Research Required to Support Full Implementation of Performance-Based Seismic Design. Washington, DC.
  4. Sejal, D.P., Vasanwala, S. and Desai, A. (2011) Performance based seismic design of structure: A review. International Journal of Civil and Structural Engineering, 1, 795.
  5. Priestley, M., Calvi, G. and Kowalsky, M. (2007) Direct displacement-based seismic design of structures. Proc. 5th New Zealand Society for Earthquake Engineering Conference.
  6. Shibata, A. and Sozen, M.A. (1976) Substitute-structure method for seismic design in R/C. Journal of the Structural Division, 102, 1-18.
  7. Dwairi, H.M., Kowalsky, M.J. and Nau, J.M. (2007) Equivalent damping in support of direct displacement-based design. Journal of Earthquake Engineering, 11, 512-530.
  8. Blandon, C.A. (2004) Equivalent Viscous Damping Equations for Direct Displacement Based Design‏ .Master, Rose School.
  9. Pettinga, J.D. and Priestley, M.N. (2005) Dynamic Behaviour of Reinforced Concrete Frames Designed with Direct Displacement-Based Design. Master, Rose School.
  10. Della Corte, G. and Mazzolani, F. (2008) Theoretical developments and numerical verification of a displacement-based design procedure for steel braced structures. Proc. Proceedings of the 14th world conference on earthquake engineering, Beijing, 12-17.
  11. Pennucci, D., Calvi, G. and Sullivan, T. (2009) Displacement-based design of precast walls with additional dampers. Journal of Earthquake Engineering, 13, 40-65.
  12. Sullivan, T.J. (2009) Direct displacement-based design of a RC wall-steel EBF dual system with added dampers. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 42, 167.
  13. Garcia, R., Sullivan, T.J. and Corte, G.D. (2010) Development of a displacement-based design method for steel frame-RC wall buildings. Journal of Earthquake Engineering, 14, 252-277.
  14. Maley, T.J., Sullivan, T.J. and Corte, G.D. (2010) Development of a displacement-based design method for steel dual systems with buckling-restrained braces and moment-resisting frames. Journal of Earthquake Engineering, 14, 106-140.
  15. Sullivan, T. and Lago, A. (2012) Towards a simplified direct DBD procedure for the seismic design of moment resisting frames with viscous dampers. Engineering Structures, 35, 140-148.
  16. Sullivan, T.J. (2013) Direct displacement-based seismic design of steel eccentrically braced frame structures. Bulletin of Earthquake Engineering, 11, 2197-2231.
  17. Ostad Hossein, H., Kamel, S. and Henteh, M. (2017) Performance of concrete moment resisting frames of direct displacement based against force based design. Journal of Structural and Construction Engineering (in Persian).
  18. Peng, C. and Guner, S. (2018) Direct displacement-based seismic assessment of concrete frames. Computers and Concrete, 21, 355-365.
  19. Muljati, I., Kusuma, A. and Hindarto, F. (2015) Direct displacement based design on moment resisting frame with out-of-plane offset of frame. Procedia Engineering, 125, 1057-1064.
  20. Priestley, M., Grant, D.N., and Blandon, C.A. (2007) Direct displacement-based seismic design. Proc. 2005 NZSEE Conference.
  21. FEMA, P. (2000) 'Commentary for the seismic rehabilitation of buildings'. In: Book Commentary for the seismic rehabilitation of buildings, Washington, DC.
  22. Priestley, M., Calvi, G. and Kowalsky, M. (2007) Displacement‐based seismic design of structures. 1st edn. IUSS Press, Pavia, Italy.
  23. ACI (2014) Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-14) and Commentary (ACI 318R-14). American Concrete Institute.
  24. ASCE (2010) Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures (ASCE 7-10). American Society of Civil Engineers.
  25. Bommer, J.J., and Elnashai, A.S. (1999) Displacement spectra for seismic design. Journal of Earthquake Engineering, 3, 1-32.
  26. Massena, B., Bento, R., Degee, H. and ICIST, R. (2010) 'Direct Displacement Based Design of a RC Frame–Case of Study'. In: Direct Displacement Based Design of a RC Frame–Case of Study.
  27. Massena, B., Bento, R. and Degee, H. (2012) Assessment of Direct Displacement–Based Seismic Design of Reinforced Concrete Frames. Proc. 15th WCEE Conference.
  28. Paulay, T. (1995) The philosophy and applications of capacity design. 2nd International Conference On Seismology and Earthquake Engineering, Tehran, Sharif University of Technology.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 آذر 1396
  • تاریخ بازنگری: 08 اسفند 1399
  • تاریخ پذیرش: 06 دی 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار