ارزیابی قابلیت اعتماد لرزه‌ای مدارس تیپ بتنی کرمانشاه بر مبنای پارامتر شدت لرزه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 محقق پسا دکتری، گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 دانشیار، گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

ساختمان مدارس، به­دلیل ساختار جمعیتی آنها، جزو ساختمان‌های با اهمیت هستند که طراحی ایمن، اجرا و کنترل رفتار و عملکرد آنها از اهمیت زیادی برخوردار است. تجربه زلزله‌های گذشته نشان می‌دهد بروز خرابی در مدارس می‌تواند منجر به تلفات زیاد و فاجعه انسانی گردد از این‌رو آیین‌نامه‌های طراحی نیز ضوابط و مقررات سخت‌گیرانه‌تری برای طراحی ساختمان‌های آموزشی ارائه می‌نمایند. کنترل عملکرد لرزه‌ای ساختمان‌های آموزشی موجود نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و روش‌های مختلفی شامل تحلیل‌های خطی و غیرخطی توسط آیین‌نامه‌ها و دستورالعمل‌های مختلف توصیه شده است. از طرفی در بررسی عملکرد سازه‌ها عدم قطعیت‌های فراوانی وجود دارند که مانع دستیابی قطعی به پاسخ عملکرد سازه می‌شوند. برخی از این عدم قطعیت‌ها ذاتی هستند مانند عدم امکان پیش‌بینی شدت زلزله‌های آینده و برخی نیز ناشی از خطای تحلیل و محاسبات است؛ بنابراین بیان احتمالاتی عملکرد سازه، راه منطقی بررسی عملکرد سازه است. روش‌های متعددی برای بررسی قابلیت اعتماد سازه وجود دارد که از نظر فرضیات، روش و دقت با هم متفاوت هستند، از این‌رو می‌بایست اثرات عدم قطعیت در هر روش به نحو مناسبی در نظر گرفته شود. در این مطالعه دو تیپ پر تکرار از مدارس سازه بتنی کرمانشاه به‌صورت غیرخطی مدل‌سازی و با استفاده از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی تحت اثر 12 رکورد محتمل زلزله حوزه دور و نزدیک، متناسب با نوع زمین و فاصله از گسل، تحلیل و ارزیابی می‌شوند. در ادامه به‌منظور ارزیابی قابلیت اعتماد لرزه‌ای این مدارس، به ازای سطوح مشخصی از شدت، احتمال رسیدن پاسخ سازه به مقادیر حدی متناظر با سطوح مختلف خرابی تعیین می‌گردد. حداکثر تغییر مکان جانبی نسبی سازه به‌عنوان پاسخ و سطوح عملکردی تعریف شده در دستورالعمل FEMA356 به‌عنوان معیار خرابی در نظر گرفته شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد با افزایش طبقات سازه، احتمال رسیدن تغییر مکان جانبی نسبی سازه مدرسه به سطوح مختلف عملکردی همواره بیشتر بوده و با افزایش شدت زلزله این احتمال افزایش می‌یابد. همچنین سازه مدارس مورد مطالعه، علیرغم وجود نامنظمی در پلان، با منظور نمودن اثرات شدت زلزله، زمین ساختگاه و فاصله ساختگاه از گسل، دارای عملکرد مناسبی هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Amiri, G., Razegh, H.R., & Doosti, L. (2016). Development of analytical fragility curves for Irans masonry school buildings. Sharif Journal of Civil Engineering, 31, 145-156.
ASCE. (2013). ASCE 41. Seismic rehabilitation of existing buildings. Virginia: Reston: American Society of Civil Engineers.
ATC. (1995). ATC-40 Report. Performance based seismic engineering of buildings. Sacramento, CA: Structural Engineers Association of California.
Basler, E. (1960). Untersuchungen über den Sicherheitsbegriff von Bauwerken. ETH Zurich.
Bazzurro, P., & Cornell, C.A. (1994). Seismic hazard analysis of nonlinear structures. II: Applications. Journal of Structural Engineering, 120(11), 3345-3365.
Beheshti, A., Masoumi Verki, A., & Rastegaran, M. (2014). Systematical approach to evaluate collapse probability of steel mrf buildings based on engineering demand and intensity measure. International Journal of Structural Analysis & Design, 14-18.
Berahman, F., & Behnamfar, F. (2007). Seismic fragility curves for un-anchored on-grade steel storage tanks: Bayesian approach. Journal of Earthquake Engineering, 11(2), 166-192.
BHRC. (2014). National Building Regulations (Subject 6), Loads on the building. Tehran, Iran: Office of National Building Regulations.
Cornell, C.A. (1969). A probability-based structural code. Journal of ACI, 66(12), 974-985.
Cornell, C.A., Jalayer, F., Hamburger, R.O., & Foutch, D.A. (2002). Probabilistic basis for 2000 SAC federal emergency management agency steel moment frame guidelines. Journal of Structural Engineering, 128(4), 526-533.
CSI. (2016). ETABS 16.2.0., Computers and Structures. Berkeley, California.
FEMA. (2000). FEMA356. Prestandardand commentary for the seismic rehabilitation of buildings. Federal Emergency Management Agency.
FEMA. (2009). Quantification of Building Seismic Performance Factors, FEMA P 695. Washington, D.C.: Federal Emergency Management Agency.
FEMA. (2020). Hazus Earthquake Model Technical Manual Hazus 4.2 SP3.
Ghasemi, S.H., & Nowak, A.S. (2017). Reliability index for non-normal distributions of limit state functions. Structural Engineering and Mechanics, 62(3), 365-372.
Kahrizi, M., & TahamouliRoudsari, M. (2020). Seismic performance of school buildings in 2017 Ezgeleh Earthquake, Iran. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 53(2), 70-82.
Kouhestanian, H., Pahlavan, H., Shafaei, J., & Shamekhi Amiri, M. (2021). Probabilistic seismic assessment of RC buildings considering soft and extreme soft story irregularities subjected to main shock-aftershock sequences. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 53(2), 457-478.
Li, D., Zheng, Z., Tian, Y., Sun, J., He, X., & Lu, Y. (2017). Stochastic nonlinear vibration and reliability     of orthotropic membrane structure under impact      load. Thin-Walled Structures, 119, 247-255.
Management and Planning Organization. (2014). NO. 360. Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings. Vice Presidency for Strategic Planning and Supervision. Islamic Republic of Iran.
Mohsenian, V., Asil Gharehbaghi, S., & Beheshti-Aval, S.B. (2016). Seismic reliability assessment of two   case-study tunnel form buildings considering the    effect of soil-structure interaction. Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 3(3), 2-11.
Motlagh, Z.S., Dehkordi, M.R., Eghbali, M., & Samadian, D. (2020). Evaluation of seismic resilience index for typical RC school buildings considering carbonate corrosion effects. International Journal of Disaster Risk Reduction, 46.
PEER. PEER Ground Motion Database, Pacific Earthquake Engineering Research Center. Retrieved from http://peer.berkeley.edu.
Safi, M., Koolivand, M., Rasouli, M., & Ketabdari, H. (2020). Investigating the effect of probabilistic distribution of crack at the limit state on the seismic reliability of concrete buildings. Concrete Research, 13(4), 29-42.
Samadian, D., Ghafory-Ashtiany, M., Naderpour, H., & Eghbali, M. (2019). Seismic resilience evaluation based on vulnerability curves for existing and retrofitted typical RC school buildings. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 127.
Shome, N. (1999). Probabilistic Seismic Demand Analysis Of Nonlinear Structures. Stanford University.
Skrzypczak, I., Kujda, J., & Buda-Ożóg, L. (2017).   The use of probabilistic methods in assessing the reliability of masonry structures. Procedia En-gineering, 193, 160-167.
Yazdani, A., Mehrabi Moghaddam, A., & Shahidzadeh, M. S. (2018). Parametric assessment of uncertainties in reliability index of reinforced concrete MRF structures using incremental dynamic analysis. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 49(4), 755-7.
Zhang, H. (2018). Durability reliability analysis for corroding concrete structures under uncertainty. Mechanical Systems and Signal Processing, 101, 26-37.
Zheng, Z., Guo, J., Song, W., He, X., Lu, F., Xie, C., & Sun, J. (2014). Nonlinear free vibration analysis of axisymmetric polar orthotropic circular membranes under the fixed boundary condition. Mathematical Problems in Engineering.