ارزیابی ضریب اصلاح طیف استاندارد 2800 برای تعیین پارامترهای لرزه‌ای قاب‌های خمشی بتن‌آرمه در زلزله‌های حوزه نزدیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گرایش سازه، دانشکده فنی‌ و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 دانشیار مهندسی سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی‌ و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

3 دانشیار مهندسی زلزله، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی‌ و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

استاندارد 2800 ایران، برای طراحی سازه‌ها در مقابل بارهای زلزله به ارائه طیف طرح استاندارد پرداخته است. در ویرایش چهارم استاندارد 2800 سعی شده است تا آثار مخرب زلزله­ های حوزه نزدیک به گسل، با اعمال ضریب افزاینده اصلاح طیفی (N) اعمال شود. در این مقاله ابتدا مقدار این ضریب برای پنج سازه نمونه با سیستم قاب خمشی بتن‌آرمه ویژه و با تعداد طبقات 3 تا 15 طبقه محاسبه شده و سپس با مقادیر پیشنهادی آیین‌نامه مقایسه می­ گردد. برای این منظور ابتدا طیف پاسخ یک درجه آزاد مجموعه نگاشت‌ها (شامل هفت نگاشت‌ دور از گسل و 22 نگاشت‌ نزدیک به گسل) محاسبه شده سپس با استفاده از تحلیل‌های دینامیکی فزاینده پاسخ لرزه‌ای سازه‌ها در شتاب‌های مختلف محاسبه شده است. با محاسبه نسبت پاسخ سازه‌ها تحت نگاشت‌‌های نزدیک به گسل به نگاشت‌‌های دور از گسل، مقدار ضریب N محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهد، مقدار ضریب اصلاح طیف استاندارد 2800 جهت برآورد نیاز برش پایه سازه‌ها دقت مناسبی دارد اما این ضریب برای برآورد نیاز تغییر مکانی سازه‌ها دقت کافی را ندارد. همچنین مشاهده شد که رابطه منظمی میان دوره تناوب اصلی سازه‌ها و مقدار ضریب اصلاح طیفی وجود ندارد و با افزایش شتاب از میزان ضریب اصلاح طیف کاسته می ­شود.

کلیدواژه‌ها


  1. Bolt, B.A. (2004) Seismic input motions for nonlinear structural analysis. ISET Journal of Earthquake Technology, 41(2), 223-232.
  2. Mavroeidis, G., Dong, G., and Papageorgiou, A. (2004) Near‐fault ground motions, and the response of elastic and inelastic single‐degree‐of‐freedom (SDOF) systems. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 33(9), 1023-1049.
  3. Somerville, P.G., et al. (1997) Modification of empirical strong ground motion attenuation relations to include the amplitude and duration effects of rupture directivity. Seismological Research Letters, 68(1), 199-222.
  4. Alavi, B. and Krawinkler, H. (2004) Behavior of moment‐resisting frame structures subjected to near‐fault ground motions. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 33(6), 687-706.
  5. Bray, J.D. and Rodriguez-Marek, A. (2004) Characterization of forward-directivity ground motions in the near-fault region. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 24(11), 815-828.
  6. Yang, D., Pan, J., and Li, G. (2010) Interstory drift ratio of building structures subjected to near-fault ground motions based on generalized drift spectral analysis. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 30(11), 1182-1197.
  7. Lin, K.-C., et al. (2010) Seismic reliability of steel framed buildings. Structural Safety, 32(3), 174-182.
  8. Champion, C. and Liel, A. (2012) The effect of near‐fault directivity on building seismic collapse risk. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 41(10), 1391-1409.
  9. Gerami, M. and Abdollahzadeh, D. (2012) Estimation of forward directivity effect on design spectra in near field of fault. Journal of Basic and Applied Scientific Research, 2(9), 8670-8686.
  10. Vahdani, R., Gerami, M., and Razi, M. (2018) Assessment of spectrum modification factor for design of steel moment frames in near fault regions. Structural Engineering and Construction, 5(1), 71-87 (in Persian).
  11. Gerami, M., Mashayekhi, A., and Siahpolo, N. (2017) Computation of R factor for steel moment frames by using conventional and adaptive pushover methods. Arabian Journal for Science and Engineering, 42, 1025-1037.
  12. Building and Housing Research Center (2015) Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings (Standard No. 2800) 4th Edition, Tehran.
  13. Razi, M. (2017) Inelastic Spectral Modification  for Seismic Assessment of Steel Moment Resisting Frames in Near Fault Areas. D. Dissertation, Semnan University (in Persian).
  14. Baker, J.W. (2007) Quantitative classification of near-fault ground motions using wavelet analysis. Bulletin of the Seismological Society of America, 97(5), 1486-1501.
  15. Sehhati, R., et al. (2011) Effects of near-fault ground motions and equivalent pulses on multi-story structures. Engineering Structures, 33(3), 767-779.
  16. Kumar, M., Stafford, P.J., and Elghazouli, A.Y. (2013) Influence of ground motion characteristics on drift demands in steel moment frames designed to Eurocode 8. Engineering Structures, 52, 502-517.
  17. Ashayeri, I., Memari, M.A., and Haghshenas, E. (2021) Seismic microzonation of Sarpol-e-zahab after Mw 7.3 2017 Iran earthquake: 1D-equivalent linear approach. Bulletin of Earthquake Engineer-ing, 19, 605-622.
  18. A Computer Program for Static and Dynamic Analysis for Framed Structures (2021) Available: www.seismosoft.com (online).
  19. Scott, M.H. and Fenves, G.L. (2006) Plastic hinge integration methods for force-based beam-column elements. Journal of Structural Engineering, 132(2), 244-252.
  20. Menegotto, M. (1973) Method of analysis for cyclically loaded RC plane frames including changes in geometry and non-elastic behavior of elements under combined normal force and bending. of IABSE Symposium on Resistance and Ultimate Deformability of Structures Acted on by Well Defined Repeated Loads.
  21. 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.
  22. Pinho, R. and Elnashai, A. (2000) Dynamic collapse testing of a full-scale four storey RC frame. ISET Journal of Earthquake Technology, 37(4), 143-163.
  23. Haselton, C., et al. (2012) Selecting and scaling earthquake ground motions for performing response-history analyses. Proceedings of the 15th World Conference on Earthquake Engineering, Earthquake Engineering Research Institute Oakland, CA, USA.
  24. Vamvatsikos, D. and Cornell, C.A. (2002) Incre-mental dynamic analysis. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 31(3), 491-514.
  25. Leyendecker, E.V., et al. (2000) Development of ma×imum considered earthquake ground motion maps. Earthquake Spectra, 16(1), 21-40.