فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

کنترل پیچش لرزه‌ای در ساختمان‌های بتنی با استفاده از دیوارهای برشی تعمیرپذیر دارای حرکت گهواره‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
محسن رستمی 1
فاطمه گرجی سینکی 2
عبدالرضا سروقدمقدم 3
1 دانشجوی دکتری سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد زلزله، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 دانشیار، پژوهشکده مهندسی سازه، ‌پژوهشگاه بین‌المللی ‌زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، ‌تهران‌، ‌ایران
10.48303/bese.2021.245904
چکیده
بررسی رفتار سازه‌ها در زمین‌لرزه‌های گذشته نشان می‌دهد که پیچش حاصل از نامتقارنی یکی از دلایل آسیب‌پذیری‌های شدید بوده است. با توجه به مزیت‌های روش‌های نوین طراحی لرزه‌ای که در آنها از تجهیزات الحاقی استهلاک انرژی نظیر میراگرها به‌منظور کنترل پاسخ‌ها در زلزله استفاده می‌شود، می‌توان به کنترل پیچش لرزه‌ای در سازه اقدام نمود اما زلزله‌های اخیر نشان داده‌اند که ساختمان‌های بتنی تحت اثر زلزله دچار آسیب‌هایی می‌شوند که تعمیر آنها را بسیار دشوار و حتی غیرممکن می‌گرداند لذا در این پژوهش به معرفی سیستم نوینی پرداخته شده است که با استفاده از سازوکار حرکت گهواره‌ای در دیوارهای برشی سازه،‌‌ آسیب را به فیوزهای سازه منتقل می‌کند و باعث می‌شود سازه بتنی در زلزله و بعد از آن ایمن باقی بماند و تعمیرپذیری بسیار ساده‌ای داشته باشد. جزئیات دقیق اتصالات، طراحی و تحلیل غیرخطی این سیستم در نرم‌افزارهای ABAQUS و SAP2000 انجام شده است. پیچش در سازه از نوع جرم متمرکز مدل‌سازی شده است و خروج از محوریت‌های 5 و 10 و 20 درصدی در سازه بتنی اعمال شده است. نتایج نشان‌دهنده‌ی این است که استفاده از این سیستم نوین در مقایسه با سازه‌های بتنی فاقد آن به طرز مؤثری آسیب وارده به سازه را کاهش داده و سازه بتنی سالم باقی ‌مانده است و با تغییر نیروی پس‌کشیدگی کابل‌های پس‌کشیده کنترل پیچش لرزه‌ای انجام شده است، همچنین سطوح عملکردی سازه نیز در ناحیه IO باقی‌مانده است.
کلیدواژه‌ها
ساختمان خسارت محدود
دیوار برشی دارای حرکت گهواره‌ای
نرم‌افزار ABAQUS
نرم‌افزار SAP2000
  1. Mori, K., Murakami, K., Sakashita, M., Kono, S., and Tanaka, H. (2002) Seismic Performance of Multi-Story Shear Wall With an Adjacent Frame Considering Uplift of Foundation. The 12th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.
  1. Wada, A., Qu, Z., and Sakata, H. (2002) Seismic Retrofit using Rocking Walls and Steel Dampers. ATC/SEI Conference on Improving The Seismic Performance of Existing Buildings and Other Structures, San Francisco, CA, U.S., Dec.
  2. Wada, A., QU, Z., Motoyui, S., and Sakata, H. (2011) Seismic Retrofit of Existing SRC Frames using Rocking Walls and Steel Dampers. Archit. Civ. Eng. China, 5(2), 752-733.
  3. Nicknam, A. and Filiatrault, A. (2015) Seismic Design and Testing of Propped Rocking Wall Systems. The 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisboa.
  4. Zhou, Y., Li, R., and Lu, X.L. (2015) Earthquake-Resilient Tall Buildings Using Rocking Walls. The 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisboa.
  5. Twigden, K.M., Henry, R.S., and Ma, Q.T. (2015) Dynamic Testing of Post-Tensioned Rocking Walls. The 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisboa.
  6. Holden, T., Restrepo, J., and Mander, J.B. (2003) Seismic Performance of Precast Reinforced and Prestressed Concrete Walls. ASCE Journal of Structural Engineering, 129(3), 286-296.
  7. Deierlein, G., Krawinkler, H., Ma, X., Eatherton, M., Hajjar, J., Takeuchi, T., Kasai, K., and Midorikawa, M. (2011) Earthquake resilient steel braced frames with controlled rocking and energy dissipating fuses. Steel Construction, 4(3), 171-175.
  8. Hashemi, A., Zarnani, P., and Quenneville, P. (2020) Seismic assessment of rocking timber walls with energy dissipation devices. Engineering Structures, 221, 43-56.
  9. Mpampatsikos, V., Bressanelli, M.E., Belleri, A., and Nascimbene, R. (2020) A non-dimensional parametric approach for the design of PT tendons and mild steel dissipaters in precast rocking walls. Engineering Structures, 212(6), 110513.
  10. Guo, G., Qin, L., Yang, D., and Liu, Y. (2020) Dimensional response analysis of rocking wall-frame building structures with control devices subjected to near-fault pulse-like ground motions. Engineering Structures, 220(10).
  11. Wu, D., Zhao, B., and Lu, X. (2018) Dynamic behavior of upgraded rocking wall-moment frames using an extended coupled-two-beam model. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 115, 365-377. 10.1016/j.soildyn.2018.07.043.
  12. Tso, W. and Moghadam, A.S. (2018) 'Seismic response of asymmetrical buildings using pushover analysis'. Seismic Design Methodologies for the Next Generation of Codes.
  13. Teruna, D. (2015) Experimental study of hysteretic steel damper for energy dissipation capacity. Advances in Civil Engineering, 24, 210-224.

  • تاریخ دریافت 11 اردیبهشت 1398
  • تاریخ بازنگری 14 تیر 1400
  • تاریخ پذیرش 09 شهریور 1400