ارزیابی احتمالاتی رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی بتنی ویژه دارای نامنظمی سختی در ارتفاع بر اساس دستورالعمل FEMAP695

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان

2 دانشگاه سمنان، سمنان

3 پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران

چکیده

عملکرد ضعیف و فروریزش ساختمان­های نامنظم سختی در ارتفاع، در طول زلزله­های گذشته منجر به بروز خسارات مالی و جانی جبران­ناپذیری شده است. از این‌رو ارزیابی دقیق­تر این نوع سازه­ها به‌ویژه در سطح عملکردی فروریزش، حائز اهمیت است. در این مطالعه قاب خمشی بتنی ویژه منظم شش طبقه، به‌عنوان مدل مرجع، مطابق با ضوابط آیین­نامه­های داخلی طراحی شده است. سپس 12 قاب نامنظم سختی در ارتفاع با مقادیر و محل­های وقوع متفاوت در ارتفاع، ساخته شده است. جهت ارزیابی فروریزش، رفتار غیرخطی اعضا به روش پلاستیسیته متمرکز، در نرم‌افزار Opensees مدل‌سازی شده است. عملکرد احتمالاتی لرزه­ای قاب‌های مورد مطالعه، مبتنی بر روش دستورالعمل FEMAP695 مورد مقایسه قرار گرفته است. در این ارزیابی، پارامترهای متداول طراحی از جمله ضریب رفتار، ضریب اضافه مقاومت و شکل­پذیری و نیز نسبت حاشیه ایمنی فروریزش1 و همچنین منحنی‌های شکنندگی بررسی شده است. نتایج نشان داد که وجود نامنظمی باعث کاهش ضریب رفتار و ضریب شکل­پذیری می‌شود. بیشترین کاهش در ضریب رفتار نسبت به قاب منظم، مربوط به مقدار فاکتور نامنظمی 4/0 واقع در طبقه اول می­باشد که در حدود 24 درصد تخمین زده شده است. هنگامی‌که فاکتور نامنظمی برابر با 4/0 و در بخش پایینی سازه قرار گیرد، نسبت حاشیه ایمنی فروریزش اصلاح شده، در حدود 30 درصد نسبت به حالت قاب منظم کاهش و احتمال شکست در این قاب برای یک سطح مشخص از نیاز سازه، نسبت به سایر مدل‌ها، افزایش می­یابد. لازم به ذکر است که تغییرات در نسبت حاشیه ایمنی اصلاح شده و احتمال شکست در مدل‌های با نامنظمی واقع در ارتفاع میانی سازه در مقایسه با سایر حالات کمتر است. وجود نامنظمی سختی2 در ارتفاع بنا بر مقدار فاکتور نامنظمی و محل وقوع نامنظمی، بر عملکرد احتمالاتی لرزه­ای سازه­ها در سطح فروریزش تأثیرگذار می­باشد. بنابراین ضروری است در تعریف محدودیت‌های آیین‌نامه‌ای برای این نوع سازه­ها علاوه بر فاکتور نامنظمی، محل اثر نامنظمی نیز به نحو مقتضی در نظر گرفته شود.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Mehdizadeh, K. and Karamodin, A. (2017) Probabilistic assessment of steel moment frames incremental collapse (ordinary, intermediate and special) under earthquake. Journal of Structural and Construction Engineering (JSCE). 4(3), Issue Serial Number 13, 129-147 (in Persian).
  2. Vamvatsikos, D. and Cornell, C.A. (2002) Incremental dynamic analysis. Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 31(3), 491–514.
  3. Ibarra, L.F., Medina, R.A., and Krawinkler, H. (2005) Hysteretic models that incorporate strength and stiffness deterioration. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 34(12), 1489-1511.
  4. Zareian, F. and Krawinkler, H. (2007) Assessment of probability of collapse and design for collapse safety. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 36(13), 1901-1914.
  5. Kheyroddin, A. and Aramesh, S. (2015) Lateral Resisting Systems in Tall Buildings. Second Edition. Semnan: Semnan University (in Persian).
  6. Martel, R.R. (1929) The Effect of earthquake on buildings with a flexible first storey. Bulletin of the Seismological Society of America, 19(3), 167-178.
  7. Green, N.B. (1935) Flexible First Storey Construction for Earthquake Resistance.
  8. Jacobsan, L.S. (1938) Effect of Flexible First Story in a Building Located on Vibrating Ground.
  9. Kheyroddin, A., Hosseini, S.M., and Naderpoor, H. (2005) The destructive effects of the short column phenomenon and the ways to cope with it. Journal of Civil Engineering and Architecture, 2(12) (in Persian).
  10. Kheyroddin, A. and Ghodrati Amiri, GH., and Kargaran, A. (2007) Investigation of the Effect of Resistant System on Short-Column Seismic Behavior in Reinforced Double-Bonded Structures. National Conference on Seismic Repair and Improvement, Kerman (in Persian).
  11. Kheyroddin, A. and Mirnezami, A. (2002) Investigation of the seismic behavior of metal structures with different levels. Third National Conference on the Review of the Regulations for the Design of Buildings against Earthquake - Standard 2800 (in Persian).
  12. Valmundsson, E.V. and Nau, J.M. (1997) Seismic Response of building Frames with Vertical structural Irregularities. Journal of Structural Engineering (ASCE), 123(1), 30-41.
  13. Al-Ali, A.A.K. and Krawinkler, H. (1998) Effect of Vertical Irregularities on Seismic Behavior of Buildings. Blume Earthquake Engineering Center, Department of Civil and Structures.
  14. Sarkar, P. and Prasad, A. and Manon, D. (2010) Vertical geometric irregularity in stepped building frames. Engineering Structures, 32, 2175-2182.
  15. Manie, S., Sarvghad Moghdam, A., and Ghafory-Ashtiani, M. (2015) Collapse behavior evaluation of asymmetric buildings subjected to bi-directional ground motion. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 24(10), 607-628.
  16. Habibi, A. and Asadi, K. (2013) Seismic Performance of RC Frames Irregular in Elevation Designed Based on Iranian Seismic Code. Journal of Rehabilitation in Civil Engineering, 12, 40-55.
  17. Zhou, J., Zhao, W., and MO, W. (2016) Least Favorable Probability of Failure For 5- and 10-Story RC Frame Structures with Vertical Irregularities. Journal of Earthquake Engineering, Taylor and Francis, 1158-1180.
  18. Bohlouli, Z. and Poursha, M. (2016) Seismic Evaluation of geometrically irregular steel moment resisting frames with setbacks considering their dynamic characteristics. Bulletin of Earthquake Engineering.
  19. FEMA P 695 (2009) Quantification of Building Seismic Performance Factors. Washington, D.C. Federal Emergency Management Agency, USA.
  20. BHRC (2014) Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings. Tehran: Building and Housing Research Centre, Standard No. 2800 (in Persian).
  21. Banazade, M. and Jalai, S.A. (2012) Probabilistic Seismic Demand Assessment of Steel Moment Frames with Sideplate Connections, Journal of Civil Engineering, Amir Kabir Universty, 44(2), 47-64 (in Persian).
  22. Jamshidiha, H., Yakhchalian, M., and Mohebi, B. (2017) Selection of appropriate intensity measure for collapse capacity prediction of low to mid-rise steel special moment resisting frames. Journal of Structural and Construction Engineering (JSCE), 4(1), Issue Serial Number 11, 98-109 (in Persian).
  23. Ibarra, L.F. and Krawinkler, H. (2005) Global Collapse of Frame Structures Under Seismic Excitations. Report No. PEER 2005/06, Pacific Earthquake Engineering Research Centre, University of California at Berkeley, Berkeley, California.
  24. Pinto, A., Varum, H., and Molina, J. (2002) Assessment and retrofit of full-scale models of existing RC frames. Proceedings of the 12th European Conference on Earthquake Engineering, Elsevier Science Ltd.

فایل ها

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار