فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

بررسی رفتار لرزه ای غیرخطی سازه های شبکه قطری با پیکربندی مختلف تحت جنبش‌های نیرومند پالس‌گونه زمین

نوع مقاله : Articles

نویسندگان
مهشاد جمع دار 1
عرفان القاصی 1
افشین مشکوه الدینی 2
پیمان همامی 2
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی زلزله، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
2 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
10.48303/bese.2021.245902
چکیده
      امروزه طراحی و ساخت سازه­های بلند مرتبه با پیکربندی شبکه قطری با توجه به کارایی مقاومتی بالا و نیز قابلیت زیباشناسی معماری، مورد توجه است. در این پژوهش، به بررسی پارامترهای عملکرد لرزه­ای سازه­های شبکه قطری با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی تحت رکوردهای نیرومند حوزه نزدیک زلزله پرداخته شده است. هدف اصلی این پژوهش، بررسی تاثیر زاویه تابش امواج زلزله در رفتار لرزه‌ای سازه شبکه قطری است. بدین منظور، رفتار سه سازه مطالعاتی20 طبقه شبکه قطری با زاویه پیکربندی 56 ، 64 ، 76 درجه و با چیدمان هندسی یکسان، تحت زاویه­های تابش صفر، 15، 30 و 45 درجه نسبت به دستگاه محورهای اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. چگونگی و روند تاثیرات زاویه تابش در دامنه تغییرات پارامترهای لرزه­ای شامل دریفت بیشینه طبقات، تاریخچه زمانی تغییرمکان جانبی، بیشینه دوران اتصالات اسکلت مقاوم و ارزیابی ساختار شکل­گیری مفاصل غیرخطی در سازه، مطالعه شده است. نتایج این پژوهش نشان می­دهد که تاثیر زاویه تابش در پارامترهای مختلف پاسخ لرزه­ای، متفاوت بوده و نمود قابل توجهی در تغییرات دوران اتصالات ندارد. بررسی تاثیر زاویه پیکربندی المان­های تیر-ستون مورب (اعضای قطری) در رفتار لرزه­ای سازه، نشان می­دهد که ساختار شبکه قطری با زاویه 56 درجه، دارای کمترین میزان تقاضای لرزه­ای تحت بارگذاری­های زلزله است.
کلیدواژه‌ها
سازه شبکه قطری
زلزله حوزه نزدیک
زاویه تابش
دریفت طبقه
دوران المان
موضوعات
  1. Moon, K.S., Connor, J.J., and Fernandez, J.E. (2007) Diagrid structural systems for tall buildings: characteristics and methodology for preliminary design. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 16(2), 205–230, DOI:10.1002/tal.311.
  2. Montuori, G.M., Mele, E., Brandonisio, G., and De Luca, A. (2014) Geometrical patterns for diagrid buildings: Exploring alternative design strategies from the structural point of view. Engineering Structures, 71, 112–127.
  3. Moon, K.S. (2008) Sustainable structural engineering strategies for tall buildings. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 17(5), 895-914, DOI: 10.1002/tal.475.
  4. Kim, J. and Lee, Y.H. (2012) Seismic performance evaluation of diagrid system buildings. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 21(12), 867-878.
  5. Mele, E., Toreno, M., Brandonisio, G., and De Luca, A. (2012) Diagrid structures for tall buildings: case studies and design considerations. The Structural Design of Tall and Special Buildings, DOI: 10.1002/tal.1029.

 

  1. Moon, K.S. (2008) Optimal grid geometry of diagrid structures for tall buildings. Architectural Science Review, 51(3), 239-251, http://dx.doi.org/ 10.3763/asre.2008.5129.
  2. Kim, Y.J., Jung, I.Y., Ju, Y.K., Park S.J., and Kim, S.D. (2011) Cyclic behavior of diagrid nodes with H-section braces. Journal of Structural Engineering ASCE, 136(9), 1111-1122.
  3. Lacidogna, G., Scaramozzino, D., and Carpinteri, A. (2020) Influence of the geometrical shape on the structural behavior of diagrid tall buildings under lateral and torque actions. Developments in the Built Environment (Elsevier), 2, DOI:10.1016/j.dibe. 2020.100009.
  4. Heshmati, M., Khatami, A., Shakib, H. (2020) Seismic performance assessment of tubular diagrid structures with varying angles in tall steel buildings. Structures, 25, 113-126, https://doi.org/10.1016/j. istruc.2020.02.030.
  5. Lachanas, C.G. and Vamvatsikos, D. (2021) Model type effects on the estimates seismic response of a 20-story steel moment resisting frame. Structural Engineering, ASCE, 147(6), https://doi.org/10. 1061/(ASCE)ST.1943-541X.0003010.
  6. Asadi, E. and Adeli, H. (2018) Seismic performance factors for low‐to mid-rise steel diagrid structural systems. The Structural Design of Tall and Special Buildings, DOI: 10.1002/tal.1505.
  7. Sadeghi, S. and Rofooei, F.R. (2018) Quantification of the seismic performance factors for steel diagrid structures. Constructional Steel Research, 146, 155-168.
  8. Asadi, E., Li, Y., and Heo, Y. (2018) Seismic performance assessment and loss estimation of steel diagrid structures. Engineering Structures, 144(10), DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002164.
  9. Mohsenian, V., Padashpour, S., and Hajirasouliha, I. (2020) Seismic reliability analysis and estimation of multilevel response modification factor for steel diagrid structural systems. Journal of Building Engineering, DOI:10.1016/j.jobe.2019.101168.
  10. Mashhadiali, N. and Kheyroddin, A. (2019) Quantification of the seismic performance factors of steel hexagrid structures. Journal of Constructional Steel Research, 157, 82-92.
  11. Lopez, O.A. and Torres, R. (1997) The critical angle of seismic incidence and structural response. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 26, 881-894.
  12. MacRae, G.A. and Mattheis, J. (2000) Three-dimensional steel building response to near-fault motions. Journal of Structural Engireeng, 126(1), 117-126.
  13. Rigato, A.B. and Medina, R.A. (2007) Influence of angle of incidence on seismic demands for inelastic single-story structures subjected to bi-directional ground motions. Engineering Structures, 29, 2593-2601.
  14. Jamdar, M. (2019) Evaluation of Variations of Seismic Demands of Diagrid Structures in Near-Fault Zones with an Emphasis of Geometric Configuration. M.Sc. Thesis, Kharazmi University, Tehran, Iran (in Persian).
  15. The Iranian National Building Code (2014) Design Loads for Buildings - Issue 6, Tehran, Iran.
  16. The Iranian National Building Code (2014) Steel Structures - Issue 10, Tehran, Iran.
  17. Standard No. 2800 (2014) Iranian code of practice for seismic resistant design of buildings, Tehran, Iran.
  18. FEMA 356 (1998) Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Federal Emergency Management.
  19. FEMA 440 (2005) Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures. Applied Technology Council (ATC-55 Project).
  20. CSI (2010) SAP2000, Analysis Reference Manual, Berkeley, California.
  21. Kermani, E., Jafarian, Y., and Baziar, M.H. (2009) New predictive models for the vmax/amax ratio of strong ground motions using genetic programming. International Journal of Civil Engineering, Springer, 7(4), 236-247.
  22. Bradley, B.A., Pettinga, D., Baker, J.W., and Fraser, J. (2017) Guidance on the utilization of earthquake-induced ground motion simulations in engineering practice. Earthquake Spectra, EERI, 33(3), https://doi.org/10.1193/ 120216EQS219EP.

  • تاریخ دریافت 08 خرداد 1399
  • تاریخ بازنگری 08 مرداد 1400
  • تاریخ پذیرش 09 شهریور 1400