فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

بررسی اثر تحریکات نزدیک گسل بر عملکرد لرزه‌ای سازه‌های قاب خمشی بلند مرتبه مجهز به مهاربند کمانش‌ناپذیر بر اساس استاندارد 2800

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری تخصصی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 استادیار، گروه سازه و زلزله دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 دانشیار، گروه سازه و زلزله دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
چکیده
بسیاری از ساختمان‌های بلندمرتبه در سراسر جهان، در فواصل نزدیک به گسل‌ها احداث شده‌اند. تعدادی از آنها نیز تلفات جانی و خسارات اقتصادی شدیدی را طی حرکات قوی زمین متحمل شده‌اند. با توجه به توسعه بلندمرتبه‌سازی در ایران، این مطالعه به بررسی اثر تحریکات نزدیک به گسل بر عملکرد لرزه‌ای ساختمان‌های بلندمرتبه بـتن‌آرمه با سیستم سازه‌ای قاب خمشی ویژه، مجهز به مهاربندهای کمانش‌ناپذیر بر اساس معیارهای پذیرش استاندارد 2800 می‌پردازد. بدین منظور ابتدا سازه‌ها بر اساس مباحث مقررات ملی ساختمان ایران و استاندارد 2800، در نرم افزار ETABS طراحی دقیق شده، سپس رفتار غیرخطی مدل‌های سازه‌ای سه‌بعدی با تعداد طبقات 12، 16 و 20، در نرم‌افزار OpenSees بر اساس ضوابط پیوست2 استاندارد 2800 زلزله ایران بررسی شد و پاسخ لرزه ای المان‌ها به تفکیک تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی در زلزله سطح طراحی به دست آمد. بر اساس نتایج، آسیب پذیرترین سازه، مدل 20 طبقه نزدیک به گسل بود. همچنین در بررسی عملکرد لرزه‌ای سازه‌ها تحت تحریکات میدان نزدیک تغییرات از حدود 2 درصد تا 18 درصد بر اساس زلزله مورد بررسی در هر سازه متغیر است. پس از بررسی معیارهای پذیرش بر اساس پیوست 2 استاندارد 2800 ایران، امکان استفاده از این سیستم سازه‌ای بر اساس معیارهای مقاومتی و تغییرشکلی این استاندارد نیز تایید شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Alavi, B., & Krawinkler, H. (2001). Effects of near-fault ground motions on frame structures (Report No. TR138). John A. Blume Earthquake Engineering Center, Stanford University. 
Almeida, A., Ferreira, R., Proença, J. M., & Gago, A. S. (2019). Seismic retrofit of RC building structures with buckling restrained braces. Engineering Structures, 199, Article 109617.
Almeida, A., Ferreira, R., Proença, M. J., & Gago, A. S. (2017). Seismic retrofit of RC building structures with buckling restrained braces. Engineering Structures, 151, 283-294. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.09.036
Bai, J., Chen, H., & Jin, S. (2021). Investigation on the interaction between BRBs and the RC frame in BRB-RCF systems. Engineering Structures, 243, Article 112625. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112685
Chen, H., & Bai, J. (2021). Seismic performance evaluation of buckling-restrained braced RC frames considering stiffness and strength requirements and low-cycle fatigue behaviors. Engineering Structures, 246, Article 113035. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112359
Corte, G. D., D’Aniello, M., & Landolfo, R. (2015). Field testing of all-steel buckling-restrained braces applied to a damaged reinforced concrete building. Journal of Structural Engineering, 141(1), Article D4014004. 
Elnashai, A., Pinho, R., & Antoniou, S. (2000). INDYAS - A program for INelastic DYnamic Analysis of Structures [Computer software].
Federal Emergency Management Agency. (2009). Quantification of building seismic performance factors (FEMA P-695).
Freddi, F., Padgett, J. E., & Dall’Asta, A. (2012). A life cycle cost analysis of low ductility RC frame buildings retrofitted by modern retrofit techniques [Paper presentation]. 15th European Conference on Earthquake Engineering, Lisbon, Portugal.
Gong, J., Zhu, Z., & Zeng, C. (2017). Review of research and application of reinforced concrete structures strengthened by braces [Paper presentation]. The 2nd International Conference on Civil Engineering and Materials Science, Seoul, South Korea.
Khampanit, A., Leelataviwat, S., Kochanin, J., & Warnitchai, P. (2014). Energy-based seismic strengthening of non-ductile reinforced concrete frames using buckling-restrained braces. Engineering Structures, 81, 110-122. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2014.09.033
Krishnan, S., Ji, C., Komatitsch, D., & Tromp, J. (2006). Case Studies of Damage to Tall Steel Moment-Frame Buildings in Southern California during Large San Andreas Earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 96(4A), 1523-1537. https://doi.org/10.1785/0120050145
Lin, K. C., Chen, J., & Chang, H. (2009). Seismic reliability of steel framed buildings. Structural Safety, 31(1), 11-22. https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2009.11.001
Mander, J. B., Priestley, M. J., & Park, R. (1988). Theoretical stress-strain model for confined concrete. Journal of Structural Engineering, 114(8), 1804-1826. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1804)
Pahlavan, H., Shaianfar, M., Amiri, G. G., & Pahlavan, M. (2015). Probabilistic seismic vulnerability assessment of the structural deficiencies in Iranian in-filled RC frame structures. Journal of Vibroengineering, 17(5), 2211-2225.
Pahlavan, H., Shamekhi Amiri, M., Namiranian, P., & Zarif Moghadam Basefat, A. (2017). Investigating the response modification factor of special RC moment frames structures equipped with buckling restrained braces. Journal of Rehabilitation in Civil Engineering, 5(2), 16-32.
Pan, K.-Y., Wu, A.-C., Tsai, K.-C., Li, C.-H., & Khoo, H.-H. (2016). Seismic retrofit of reinforced concrete frames using buckling-restrained braces with bearing block load transfer mechanism. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 45(14), 2303-2326. https://doi.org/10.1002/eqe.2763
Somerville, P. G. (2003). Magnitude scaling of the near fault rupture directivity pulse. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 137(1), 201-212. https://doi.org/10.1016/S0031-9201(03)00015-3
Standard No. 2800. (2014). Iranian code of practice for seismic resistant design of buildings (4th ed.). Building and Housing Research Center. https://www.nezammohandesi.ir/uploads/2800-v4.pdf
Tian, Y., Lin, K., Zhang, L., Lu, X., & Xue, H. (2021). Novel seismic–progressive collapse resilient super-tall building system. Journal of Building Engineering, 44, Article 103325. http://dx.doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102790
Uang, C. M., Nakashima, M., & Tsai, K. C. (2004). Research and application of buckling-restrained braced frames. International Journal of Steel Structures, 4(4), 301-313.
Uriz, P. (2005). Towards earthquake resistant design of concentrically braced steel structures [Doctoral dissertation, University of California, Berkeley].
Vafaei, D., & Eskandari, R. (2015). Seismic response of mega buckling-restrained braces subjected to fling-step and forward-directivity near-fault ground motions. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 24(9), 672-686. https://doi.org/10.1002/tal.1205
Vecchio, F. J., & Emara, M. B. (1992). Shear deformation in reinforced concrete frames. ACI Structural Journal, 89(1), 45-55.
Wakabayashi, M., Kashibara, N. T., Morizono, A., & Yakoyama, H. (1973). Experimental of elasto-plastic properties of precast concrete wall panels with built-in insulating braces. Transactions of the Architectural Institute of Japan, 206, 9-17.
Zarif Moghadam Basefat, A., Pahlavan, H., Amiri, M. S., & Shafaei, J. (2025). Probabilistic seismic performance assessment of tall RC buildings equipped with energy dissipator devices. Structures, 75, Article 108834. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2025.108834
Zarif Moghadam Basefat, A., Pahlavan, H., & Shafaie, J. (2024). Probabilistic seismic performance assessment of tall RC special moment-resisting frame buildings equipped with buckling-restrained braces under near-field excitations. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 68(2), 524-542. https://doi.org/10.3311/PPci.20914
Zarif Moghadam Basefat, A., Pahlavan, H., Shamekhi Amiri, M., & Namiranian, P. (2021). Probabilistic seismic performance assessment of tall buildings having special RC moment frames equipped with buckling restrained braces (BRB). Journal of Structural and Construction Engineering, 8(4), 58-78. https://doi.org/10.22065/jsce.2020.198620.1929

  • تاریخ دریافت 11 تیر 1403
  • تاریخ بازنگری 23 تیر 1403
  • تاریخ پذیرش 27 مرداد 1403