تهیه‌ توابع شکنندگی فروریزش سازه مبتنی بر مودهای مختلف خرابی به روش تحلیل درخت خطا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی زلزله، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

2 استاد، پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

چکیده

ارزیابی ریسک لرزه ­ای سازه ­ها، ابزاری مهم و کاربردی برای بررسی ایمنی لرزه­ای، تحلیل پیامدهای محتمل زلزله، برنامه ­ریزی مقاوم ­سازی و مدیریت بحران پس از زلزله است. این ارزیابی از بخش ­های مختلفی از تحلیل خطر زلزله، تعیین دارایی در ریسک، تحلیل آسیب­ پذیری و ریسک تشکیل شده است. یکی از مهم‌ترین بخش ­های این فرآیند، تعیین توابع شکنندگی می­باشد. روش­ های مختلفی برای این منظور به‌کار گرفته شده است. در اغلب این روش­ ها یک حالت حدی کلی نظیر حداکثر تغییرمکان نسبی طبقات به‌عنوان مود خرابی در نظر گرفته شده است درحالی‌که در ساختمان­ های قدیمی­تر معمولاً مودهای خرابی بیشتری نظیر مود برشی اعضا حاکم است. در این مقاله چارچوبی جهت تعیین توابع شکنندگی فروریزش سازه بر اساس مودهای مختلف خرابی اعضا با استفاده از تحلیل درخت خطا ارائه و سپس بر روی یک قاب ساختمانی بتن مسلح اعمال و در نهایت نتایج آن با روش مرسوم مقایسه شده است. نتایج بیانگر برآورد بسیار کمتر میانه ظرفیت تابع شکنندگی به دلیل ضعف برشی قاب­ های قدیمی در روش ارائه شده نسبت به روش مرسوم است. منحنی شکنندگی مستخرج از روش مرسوم تطابق بسیار خوبی با مود خرابی ایجاد طبقه ضعیف در طبقه اول قاب دارد به‌گونه‌ای که میانه ظرفیت شدت طیفی در روش مرسوم g 0/96 و در روش ارائه شده g 0/94 می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1. Ghafory-Ashtiany, M., Azarbakht, A., and Mousavi, M. (2012) State of the art: Structure‐specific strong ground motion selection by emphasizing on spectral shape indicators. In Lisbon, Portugal: Proceedings of the 15th World Conference on Earthquake Engineering.
  2. Pitilakis, K., Crowley, H., and Kaynia, A.M. (2014) SYNER-G: typology definition and fragility functions for physical elements at seismic risk. Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering, 27, 1-28.
  1. Gkimousis, I.A. and Koumousis, V.K. (2013) Collapse fragility curves of RC frames with varying design parameters. Computational Methods in Earthquake Engineering, 297-316, Springer.
  2. Park, Y.-J. and Ang, A.H.-S. (1985) Mechanistic seismic damage model for reinforced concrete. Journal of Structural Engineering, 111(4), 722-739.
  3. MR, H.-M. (2003) Technical Manual. Department of Homeland Security Emergency Preparedness and Response Directorate, FEMA, Mitigation Division.
  4. Fajfar, P. (2000) A nonlinear analysis method for performance‐based seismic design. Earthquake Spectra, 16(3), 573-592.
  5. Antoniou, S. and Pinho, R. (2004) Development and verification of a displacement-based adaptive pushover procedure. Journal of Earthquake Engineering, 8(05), 643-661.
  6. Vamvatsikos, D. and Cornell, C.A. (2002) Incremental dynamic analysis. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 31(3), 491-514.
  7. Rossetto, T. and Elnashai, A. (2005) A new analytical procedure for the derivation of displacement-based vulnerability curves for populations of RC structures. Engineering Structures, 27(3), 397-409.
  8. Dabaghi, M., Saad, G., and Allhassania, N. (2019) Seismic collapse fragility analysis of reinforced concrete shear wall buildings. Earthquake Spectra, 35(1), 383-404.
  9. Flora, A., Perrone, G., and Cardone, D. (2020) Evaluating collapse fragility curves for existing buildings retrofitted using seismic isolation. Applied Sciences, 10(8), 2844.
  10. Haselton, C.B., Liel, A.B., Deierlein, G.G., Dean, B.S., and Chou, J.H. (2011) Seismic collapse safety of reinforced concrete buildings. I: Assessment of ductile moment frames. Journal of Structural Engineering, 137(4), 481-491.
  11. Liel, A.B., Haselton, C.B., and Deierlein, G.G. (2011) Seismic collapse safety of reinforced concrete buildings. II: Comparative assessment of nonductile and ductile moment frames. Journal of Structural Engineering, 137(4), 492-502.
  12. Haasl, D.F., Roberts, N.H., Vesely, W.E., and Goldberg, F.F. (1981) Fault Tree Handbook (No. NUREG--0492), Nuclear Regulatory Commission.
  13. Reed, J.W. and Kennedy, R.P. (1994) Methodology for Developing Seismic Fragilities. Final Report TR-103959, EPRI.
  14. Baker, J.W. (2015) Efficient analytical fragility function fitting using dynamic structural analysis. Earthquake Spectra, 31(1), 579-599.
  15. Pinto, A.V. and Taucer, F. (2006) Assessment and Retrofit of Full-Scale Models of Existing RC Frames. In Advances in Earthquake Engineering for Urban Risk Reduction, 353-367, Springer, Dordrecht.
  16. Dolšek, M. and Fajfar, P. (2001) Soft storey effects in uniformly infilled reinforced concrete frames. Journal of Earthquake Engineering, 5(01), 1-12.
  17. Seismosoft (2016) SeismoStruct 2020 – A computer program for static and dynamic nonlinear analysis of framed structures: available from https://seismosoft.com/.
  18. Mander, J.B., Priestley, M.J., and Park, R. (1988) Theoretical stress-strain model for confined concrete. Journal of Structural Engineering, 114(8), 1804-1826.
  19. Menegotto, M. and Pinto, P. E. (1977) Slender RC compressed members in biaxial bending. Journal of the Structural Division, 103(3).
  20. Ghafory‐Ashtiany, M., Mousavi, M., and Azarbakht, A. (2011) Strong ground motion record selection for the reliable prediction of the mean seismic collapse capacity of a structure group. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 40(6), 691-708.
  21. Cen, E. (2005) Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake Resistance–Part 3: Assessment and Retrofitting of Buildings. Brussels, Belgium: European Committee for Standardisation, Editor.
  22. Code, P. (2005) Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake Resistance-Part 1: General Rules, Seismic Actions and Rules for Buildings. Brussels: European Committee for Standardization.