بررسی عملکرد لرزه ای جایگزینی تیر همبند بتن آرمه با نوع فولادی سوراخدار تعویض‌پذیر پیشنهادی در ساختمان‌های بتنی قالب‌تونلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد سازه، دانشکده‌ مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

به علت مشکلات اجرایی در ساختمان‌های بتنی قالب‌تونلی، تعبیه میلگردهای برشی قطری عملاً دشوار بوده و در اکثر موارد، از این تسلیح صرف‌نظر می‌شود. لذا این المان‌ها به‌عنوان فیوز خرابی، در اتلاف انرژی ورودی زلزله عملکردی ضعیفی خواهند داشت. در این مطالعه، طرح جایگزینی تیرهمبند بتنی با نوع فولادی برشی تعویض‌پذیر پیشنهاد شده است. بدین‌منظور ضمن ارائه روابط مربوط به تعیین ظرفیت برشی این تیر، رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های قالب‌تونلی طراحی شده با تیرهای همبند فولادی پیشنهادی و بتنی، در محدوده غیرخطی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می ­دهد استفاده از تیر همبند فولادی پیشنهادی سبب کاهش سختی در سیستم و بالطبع افزایش تغییر مکان‌های نسبی طبقات می­ شود. در این سیستم پیشنهادی علاوه بر اینکه احتمال رسیدن دیوارها به اولین سطوح خرابی کاهش یافته، تحت زلزله طرح و بیشینه زلزله محتمل قابلیت اعتماد ساختمان‌ها در حصول به عملکردهای از پیش تعیین شده افزایش یافته است. همچنین استفاده از این نوع تیر همبند فلزی، باعث افزایش شکل­ پذیری ساختمان­های قالب تونلی می­ شود. اجرای آسان و سهولت در تعمیر یا تعویض این نوع تیر همبند فلزی بعد از یک زلزله مخرب از مزایای دیگر آن در مقایسه با نوع بتنی می­ باشد.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. El-Tawil, S., Christopher, M.K., and Mohammad, H. (2002) Pushover of hybrid coupled walls, design and modeling. Journal of Structural Engineering, 128(10), 1272-1281.
  2. Paulay, T. (2002) The displacement capacity of reinforced concrete coupled walls. Engineering Structures, 24(9), 1165-1175.
  3. Paulay, T. and Binney, J.R. (1974) Diagonally reinforced coupling beams of shear walls, shear in reinforced concrete. ACI Special Publications, 42, 579-598.
  4. Zhao,Z., Kwan, A.K.H., and He, X.G. (2004) Nonlinear finite element analysis of deep reinforced concrete coupling beams. Engineering Structures, 26(1), 13-25.
  5. Harries, K.A., Mitchell, D., Cook, W.D., and Redwood, R.G. (1993) Seismic response of steel beams coupling concrete walls. Journal of Structural Engineering, 119(12), 3611-3629.
  6. Harries, K.A. (1995) Seismic Design and Retrofit of Coupled Walls Using Structural Steel.D. Thesis, McGill University, Montreal, Canada.
  7. Park, W.S., Yun, H.D., Hwang, S.K., Han, B.C., and Yang, I.S. (2005) Shear strength of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall in a hybrid wall system. Journal of Constructional Steel Research, 61(7), 912-941.
  8. Park, S. and Hyun-Do, Y. (2006) The bearing strength of steel coupling beam-reinforced concrete shear wall connections. Nuclear Engineering and Design, 236, 77-93.
  9. Hosseini, M., Sadeghi, H., and Habiby, S. (2011) Comparing the nonlinear behaviors of steel and concrete link beams in coupled shear walls system by finite element analysis. Procedia Engineering, 14, 2864-2871.
  10. Chen, Y. and Lu, X. (2012) New replaceable coupling beams for shear wall structures. 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisbon, Portugal, Paper ID 2583, 24-34.
  11. Ji, X., Wang, Y., Ma, Q., and Okazaki, T. (2016) Cyclic behavior of replaceable steel coupling beams. Journal of Structural Engineering, 143(2), DOI: 10.1061/ (ASCE) ST.1943-541X.0001661.
  12. Ji, X., Liu, D., Sun, Y., and Molina Hutt, C. (2016) Seismic performance assessment of a hybrid coupled wall system with replaceable steel coupling beams versus traditional RC coupling beams. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 46(4), 517-535.
  13. Beheshti Aval, S.B. and Mohsenian, V. (2016) Probabilistic seismic performance model for tunnel form concrete building structures. Journal of Structural and Construction Engineering, 3(3), 42-57 (in Persian).
  14. Yuksel, S.B. (2008) Slit‐connected coupling beams for tunnel form building structures. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 17(3), 579-600.
  15. Permanent Committee for Revising the Standard 2800 (2014) Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings, 4th Edition, Building and Housing Research Center, Tehran, Iran (in Persian).
  16. ACI Committee 318 (2014) Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-14) and Commentary. American Concrete Institute.
  17. Computers and Structures Inc. (CSI) (2008) Structural and Earthquake Engineering Software, ETABS, Extended Three Dimensional Analysis of Building Systems Nonlinear Version 9.7.4, Berkeley, CA, USA.
  18. Approved Technologies inDirection of Sub-Note 2-6, Paragraph "D", Note 6, (2007) A Step in Direction of Building Industrialization, First Edition, Building and Housing Research Center Press, Pages 21 and 22 (in Persian).
  19. Beheshti Aval, S.B. and Mohsenian, V. (2017) Multi-level R-factor determination for RC tunnel-form buildings. Sharif Journal of Civil Engineering, 33(2), 1.2, 53-59 (in Persian).
  20. A‌r‌a‌b‌z‌a‌d‌e‌h, A. and O‌m‌r‌a‌n‌i‌a‌n, E. (2014) Parametric investigation of the behavior of a proposed steel coupling beam in coupled shear wall structures under cyclic loading. Sharif Journal of Civil Engineering, 30(2), 133-141 (in Persian).
  21. Institute of National Building Regulations (2013) Design and construction of Steel Structures, Topic 10. 4th Edition, Ministry of Roads & Urban Development, Iran (in Persian).
  22. Sigariyazd, M.A., Joghataie, A., and Attari, N.K. (2016) Analysis and design recommendations for diagonally stiffened steel plate shear walls. Thin-Walled Structures, 103, 72-80.
  23. Chung, K.F., Liu, C.H., and Ko, A.C.H. (2003) Steel beams with large web openings of various shapes and sizes: an empirical design method using a generalized moment-shear interaction curve. Journal of Constructional Steel Research, 59(9), 1177-1200.
  24. Computers and Structures Inc. (CSI) (2007) Structural and Earthquake Engineering Software, PERFORM-3D Nonlinear Analysis and Performance Assessment for 3-D Structures, Version 5.0.0, Berkeley, CA, USA.
  25. Technical Criteria Codification & Earthquake Risk Reduction Affairs Bureau (2014) Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings, No. 360, Management and Planning Organization, Iran.
  26. ASCE (2017) Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings. ASCE/SEI41-17, American Society of Civil Engineers.
  27. AISC 341-10 (2010) Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction.
  28. ABAQUS (2014) ABAQUS User Manual. Version 6.14, SIMULIA World Headquarters, Providence.
  29. PEER Ground Motion Database, Pacific Earthquake Engineering Research Center, Available: http://peer.berkeley.edu/peer_ground_ motion_database.
  30. Beheshti Aval, S.B, Mohsenian, V., and Kouhestani, H.S. (2018). Seismic performance-based assessment of tunnel form building subjected to near-and far-fault ground motions. Asian Journal of Civil Engineering, 19(1), 79-92.
  31. Beheshti Aval, S.B. (2013) Seismic Rehabilitation of Existing Buildings. Vol. I, K. N. Toosi University of Technology Press, Iran (in Persian).
  32. Cimellaro, G.P., Reinhorn, A.M., Bruneau, M., and Rutenberg, A. (2006) Multi-Dimensional Fragility of Structures: Formulation and Evaluation. Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, MCEER-06-0002.
  33. Beheshti Aval, S.B. and Asayesh, M.J. (2017) Seismic Performance Evaluation of Asymmetric Reinforced Concrete Tunnel-Form Buildings. Structures, Elsevier, 10, 157-169.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 06 فروردین 1398
  • تاریخ بازنگری: 12 مهر 1399
  • تاریخ پذیرش: 30 فروردین 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار