فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

اهمیت خروج از مرکزیت تصادفی در رفتار فروریزشی ساختمان‌های نرم پیچشی کوتاه‌مرتبه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد عمران، گرایش سازه، گروه مهندسی عمران، واحد آذرشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، آذرشهر، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد آذرشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، آذرشهر، ایران
چکیده
خروج از مرکزیت تصادفی در آیین‌نامه لرزه‌ای ایران (استاندارد 2800) عاملی کلیدی برای کنترل اثرات نامطلوب پیچشی در سازه‌های نامنظم در پلان شناخته می‌شود. با این حال، شناخت مناسبی از اثر آن بر عملکرد فروریزش ساختمان‌های نامنظم با رفتار نرم پیچشی در دست نیست. برای این منظور، مطالعه حاضر اهمیت این عامل را در ساختمان‌های قاب خمشی بتنی ویژه مورد بررسی قرار می‌دهد. نسبت حاشیه فروریزش، معیار سنجش عملکرد فروریزش مدل‌ها فرض می‌شود. ساختمان‌های نمونه، در چهار حالت از توزیع سختی طراحی و عملکرد فروریزش آنها در حالات مختلفی از خروج از مرکزیت مورد بررسی قرار می‌گیرد. جابه‌جایی مرکز جرم، در دو سوی مرکز صلبیت نسبت به آن مرکز در نظر گرفته می‌شود. مدل‌سازی و تحلیل در نرم‌افزار اپنسیس صورت گرفته و رفتار خمیری اعضا با روش مفصل پلاستیک متمرکز شبیه‌سازی شده است. مکانیسم فروریزش این مدل‌ها در حالات مختلف خروج از مرکزیت، برای درک بهتر رفتار سازه‌ها استخراج می‌گردد. بر اساس نتایج، با تغییر موقعیت مرکز جرم در مدل‌ها، حاشیه ایمنی فروریزش به‌طور متوسط 10 درصد بهبود می‌یابد و این بهبود مستقل از مکان مرکز جرم نسبت به مرکز صلبیت در پلان است. این مشاهدات، اهمیت ضوابط پیچش تصادفی در این دسته از سازه‌ها را به زیر سؤال می‌برد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


ASCE/SEI7-10. (2013). In Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures: American Society of Civil Engineers.
ASCE/SEI41-17. (2017). In Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings: American Society of Civil Engineers.
Badri, R. K., Moghadam, A., & Nekooei, M. (2016). The influence of deterioration parameters on the response of low-rise symmetric and asymmetric RC buildings. International Journal of Civil Engineering, 14, 547-560. doi:10.1007/s40999-016-0038-x
Badri, R. K. & Torabpour, I. (2024). Examining the collapse behavior of low-rise structures with torsional flexiblity. Proceedding in: 9th International Conference on Seismology and Earthquake Engineeing, Tehran. (in Persian).
Blasone, V., Basaglia, A., De Risi, R., De Luca, F., & Spacone, E. (2022). A simplified model for seismic safety assessment of reinforced concrete buildings: framework and application to a 3-storey plan-irregular moment resisting frame. Engineering Structures, 250, 113348. doi: 10.1016/j.engstruct.2021.113348
Correnza, J., Hutchinson, G., & Chandler, A. (1994). Effect of transverse load‐resisting elements on inelastic earthquake response of eccentric‐plan buildings. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 23(1), 75-89. doi: 10.1002/eqe.4290230107
Das, P. K., Dutta, S. C., & Datta, T. K. (2021). Seismic behavior of plan and vertically irregular structures: state of art and future challenges. Natural Hazards Review, 22(2), 04020062.
De Stefano, M., & Faella, G. (1996). An evaluation of the inelastic response of systems under biaxial seismic excitations. Engineering Structures, 18(9), 724-731. doi: 10.1016/0141-0296(95)00216-2
De Stefano, M., & Pintucchi, B. (2008). A review of research on seismic behaviour of irregular building structures since 2002. Bulletin of Earthquake Engineering, 6(2), 285-308. doi: 10.1007/s10518-007-9052-3
DeBock, D. J., Liel, A. B., Haselton, C. B., Hooper, J. D., & Henige Jr, R. A. (2014). Importance of seismic design accidental torsion requirements for building collapse capacity. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 43(6), 831-850. doi: 10.1002/eqe. 2375
Duan, X., & Chandler, A. (1993). Inelastic seismic response of code‐designed multistorey frame buildings with regular asymmetry. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 22(5), 431-445. doi: 10.1002/eqe. 4290220506
FEMA-P695. (2009). Quantification of Building Seismic Performance Factors. In. United States, Department of Homeland Security: Applied Technology Council.
Goulet, C. A., Haselton, C. B., Mitrani-Reiser, J., Beck, J. L., Deierlein, G. G., Porter, K. A., & Stewart, J. P. (2007). Evaluation of the seismic performance of a code-conforming reinforced-concrete frame building—from seismic hazard to collapse safety and economic losses. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 36(13), 1973-1997. doi: 10.1002/eqe.694
Haj Seiyed Taghia, S., Moghadam, A., & Ghafory Ashtiany, M. (2014). Seismic performance of torsionally stiff and flexible multi‐story concentrically steel braced buildings. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 23(2), 146-160. doi: 10.1002/ tal.1031
Han, S. W., Kim, T.-O., Kim, D. H., & Baek, S.-J. (2017). Seismic collapse performance of special moment steel frames with torsional irregularities. Engineering Structures, 141, 482-494. doi: 10.1016/ j.engstruct.2017.03.045
Haselton, C., & Deierlein, G. (2008). Assessing seismic Collapse Safety of Modern Reinforced Concrete Moment-Frame Buildings (PEER Report 2007/08) University of California.
Haselton, C. B., Goulet, C. A., Mitrani-Reiser, J., Beck, J. L., Deierlein, G. G., Porter, K. A., Stewart, J. P., & Taciroglu, E. (2008). An Assessment to Benchmark     the Seismic Performance of a Code-Conforming Reinforced Concrete Moment-Frame Building. PEER Report (2007/1). https://peer.berkeley.edu/sites/default/ files/web_peer712_curt_b._haselton_christine_a._goulet_judith_mitrani-reiser.pdf
Ibarra, L. F., Medina, R. A., & Krawinkler, H. (2005). Hysteretic models that incorporate strength and stiffness deterioration. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 34(12), 1489-1511. doi: 10.1002/ eqe.495
Jaberi, V. (2024). Collapse-based seismic design method. Advances in Structural Engineering. doi: 10.1177/13694332241291249
Karimiyan, S., Moghadam, A. S., Husseinzadeh Kashan, A., & Karimiyan, M. (2017). Evaluation of collapse distribution in three-story RC moment-resisting asymmetric buildings due to earthquake loads. International Journal of Civil Engineering, 15(5), 809-825. doi: 10.1007/s40999-017-0197-4
Kim, T., & Han, S. W. (2022). New seismic design method to improve collapse performance of steel ordinary moment frames. Journal of Building En-gineering, 50, 104183. doi: 10.1016/j.jobe.2022. 104183
Kyrkos, M. T., & Anagnostopoulos, S. A. (2011). Improved earthquake resistant design of torsionally stiff asymmetric steel buildings. Earthquakes and Structures, 2(2), 127-147. doi: 10.12989/eas.2011.2. 2.127
Kyrkos, M. T., & Anagnostopoulos, S. A. (2013). Improved earthquake resistant design of eccentric steel buildings. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 47, 144-156. doi: 10.1016/j.soildyn.2012.07.011
Liel, A. B., Haselton, C. B., & 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. doi: 10.1061/(ASCE) ST.1943-541X.0000275
MATLAB. In. (2019). (Version Version: 9.7.0. (R2019)) The MathWorks Inc.
Mazzoni S., M. F., Scott M. H. & Fenves G. L. (2009). Opensees, Open System for Earthquake Engineering Simulation. In Pacific Earthquake Engineering Research Center.
Panagiotakos, T. B., & Fardis, M. N. (2001). Deform-ations of reinforced concrete members at yielding and ultimate. Structural Journal, 98(2), 135-148.
Priestley, M., & Kowalsky, M. (2000). Direct displacement-based seismic design of concrete buildings. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 33(4), 421-444.
Ricci, P., Manfredi, V., Noto, F., Terrenzi, M., Petrone, C., Celano, F., De Risi, M. T., Camata, G., Franchin, P., & Magliulo, G. (2018). Modeling and seismic response analysis of Italian code-conforming reinforced concrete buildings. Journal of Earthquake Engineering, 22(sup2), 105-139. doi: 10.1080/13632469.2018. 1527733
Sengupta, A., Quadery, L., Sarkar, S., & Roy, R. (2016). Influence of Bidirectional Near-Fault Excitations on RC Bridge Piers. Journal of Bridge Engineering, 21(7), 04016034. doi: 10.1061/(ASCE) BE.1943-5592.0000836
Skoulidou, D., Romao, X., & Franchin, P. (2019). How is collapse risk of RC buildings affected by the angle of seismic incidence? Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 48(14), 1575-1594. doi: 10.1002/ eqe.3214
Standard-2800. (2017). Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings. In (ver. 4.0): Building and Housing Research Center, Tehran, Iran, Permanent Committee for Revising the Standard 2800.
Vamvatsikos, D., & Cornell, C. A. (2002). Incremental dynamic analysis. Earthquake Engineering & Struct-ural Dynamics, 31(3), 491-514. doi: 10.1002/eqe.141
Zareian, F., Lignos, D., & Krawinkler, H. (2010). Evaluation of seismic collapse performance of steel special moment resisting frames using FEMA P695 (ATC-63) methodology. Structures Congress.
Zareian, F., & Medina, R. A. (2010). A practical method for proper modeling of structural damping in inelastic plane structural systems. Computers & structures, 88(1-2), 45-53. doi: 10.1016/j.compstruc. 2009.08.001

  • تاریخ دریافت 28 خرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 03 آذر 1403
  • تاریخ پذیرش 05 آذر 1403