فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

بررسی اثر میرایی طیف در طراحی لرزه‌ای گنبدهای فضاکار تک‌لایه با استفاده از تحلیل دینامیکی طیفی

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران
چکیده
طراحی لرزه‌ای سازه‌های فضاکار به دلیل تفاوت رفتار دینامیکی آن‌ها با سازه‌های معمول، اهمیت بالایی دارد. میرایی به عنوان یکی از شاخص‌های اصلی تحلیل دینامیکی می‌تواند نقش مهمی در پاسخ لرزه‌ای سازه داشته باشد. در این پژوهش قصد بر آن است که نتایج طراحی لرزه‌ای گنبدهای فضاکار تک‌لایه با طیف‌های طراحی دارای میرایی‌های 2 و 5 درصد مقایسه گردد. به دلیل تاثیر چینش گوناگون اعضا در رفتار دینامیکی این سازه‌ها، سه گنبد دیامتیک، اشودلر و لملا در این پژوهش بررسی می‌شوند. طراحی لرزه‌ای گنبدها با استفاده از تحلیل دینامیکی طیفی و براساس آئین‌نامه ASCE7-16 انجام شده است. نیروی قائم زلزله تاثیر قابل توجهی در رفتار لرزه‌ای گنبدها دارد؛ بنابراین در این پژوهش مولفه قائم زلزله نیز لحاظ شده است. نتایج نشان می‌دهد هنگامی که از میرایی 2 درصد استفاده می‌شود، در مقایسه با استفاده از میرایی 5 درصد، مقادیر نسبی کاهش جابه‌جایی نوک گنبد و مقدار تنش بحرانی برای سه گنبد بررسی‌شده ثابت نبوده و براساس نوع گنبد این مقادیر می‌توانند متفاوت باشند. نتایج این پژوهش می‌تواند نکات ارزشمندی را در اختیار طراح سازه برای انتخاب میرایی گنبدها قرار ‌دهد، چراکه میرایی طیف طرح در اغلب آئین‌نامه‌های طراحی مرسوم 5 درصد است که بیشتر برای سازه‌های معمول به کار می‌رود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Abdolpour, H., Zamanzadeh, Z., & Behravesh, A. (2009). Estimation of statically equivalent seismic forces of single layer reticular domes. In Challenges, Opportunities and Solutions in Structural Engineering and Construction (pp. 331–336). CRC Press.
American Society of Civil Engineers. (2016). Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures (ASCE/SEI 7-16).
Carbas, S., & Artar, M. (2022). Comparative seismic design optimization of spatial steel dome structures through three recent metaheuristic algorithms. Frontiers of Structural and Civil Engineering, 16, 57–74.
Davodijam, F., Komeyzi, A., & Zakian, P. (2024). The effect of spectrum damping in seismic design of single-layer domes with response spectrum analysis. 9th International Conference on Seismology and Earthquake Engineering.
Ishikawa, K. (2020). Response spectrum method considering specific dominant natural modes of double layer truss domes subjected to earthquake motions. 11th International Conference on Computational Methods.
Jalalvandi, F., Zakian, P., & Badamaki, M. (2024). Critical natural frequencies for seismic design of latticed domes under multi-component earthquake excitations. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 48, 909–921.
Kang, W., Chen, Z., Lam, H.-F., & Zuo, C. (2003). Analysis and design of the general and outmost-ring stiffened suspen-dome structures. Engineering Structures, 25(13), 1685–1695.
Kato, S., Ueki, T., & Mukaiyama, Y. (1997). Study of dynamic collapse of single layer reticular domes subjected to earthquake motion and the estimation of statically equivalent seismic forces. International Journal of Space Structures, 12(3–4), 191–203.
Newmark, N. M., & Hall, W. J. (1982). Earthquake spectra and design. Engineering Monographs on Earthquake Criteria.
Nie, G., Zhang, C., Zhi, X., Liu, K., & Ma, H. (2019). A damage constitutive model of Q345B steel in circular tubes based on cyclic experiments and its application on structure. International Journal of Steel Structures, 19, 469–477.
Pilarska, D., & Maleska, T. (2021). Numerical analysis of steel geodesic dome under seismic excitations. Materials, 14(16), 4493.
Shingu, K., Aoki, Y., Irie, T., Mitsui, K., Ogawa, K., & Nanaumi, F. (2004). A study on damping characteristics of shell and spatial structures-damping ratios of a cylindrical shell. 13th World Conference on Earthquake Engineering.
Sun, J., Li, H., Nooshin, H., & Parke, G. A. (2014). Dynamic stability behaviour of lattice domes with substructures. International Journal of Space Structures, 29(1), 1–7.
Yu, Z.-W., Zhi, X.-D., Fan, F., & Lu, C. (2011). Effect of substructures upon failure behavior of steel reticulated domes subjected to the severe earthquake. Thin-Walled Structures, 49(9), 1160–1170.
Zhang, H., Zhu, X., Liang, X., & Guo, F. (2021). Stochastic uncertainty quantification of seismic performance of complex large-scale structures using response spectrum method. Engineering Structures, 235, 112096.

  • تاریخ دریافت 03 مرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 23 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 28 شهریور 1403