فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

ارزیابی تاثیر عدم قطعیت‌ پارامترهای خاک در مدل‌سازی اندرکنش خاک و سازه بر پاسخ‌های فروریزش سازه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی عمران، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران
2 استادیار مهندسی زلزله، دانشکده مهندسی عمران، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران
3 دکتری مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران
چکیده
در ارزیابی فروریزش سازه با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه، به دلیل وجود عدم قطعیت پارامترهای خاک پیش‌بینی پاسخ‌های فروریزش سازه با قطعیت همراه نیست. لحاظ کردن عدم ‌قطعیت پارامترهای خاک در مدل‌سازی اندرکنش خاک و سازه موجب اطمینان بیشتر به پاسخ‌های فروریزش سازه خواهد شد. برای لحاظ کردن اثر عدم قطعیت مشخصات خاک با در نظر گرفتن توزیع احتمالی و همبستگی بین آنها بر پاسخ‌های فروریزش سازه، در این تحقیق سازه قاب خمشی بتنی 4 طبقه بر روی بستر نرم مورد بررسی قرارگرفته است. برای تولید متغیرهای تصادفی وابسته از شبیه‌سازی LHS با در نظر گرفتن همبستگی بین عدم‌ قطعیت پارامترهای خاک و از تجزیه چولسکی برای تولید متغیرهای تصادفی مستقل خاک استفاده شده است. پس از تولید 26 نمونه برای عدم قطعیت‌ها، با اثر دادن 20 شتاب‌نگاشت دور از گسل و استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی، پاسخ‌های فروریزش سازه شامل میانگین ظرفیت فروریزش و میانگین دریفت فروریزش سازه برای نمونه‌های تولید شده به دست می‌آید. سپس منحنی شکنندگی حاصل از هر نمونه تولیدی برای عدم قطعیت‌ها با حالت پایه ثابت مقایسه شده است و به روش غربالگری درصد مشارکت عدم ‌قطعیت پارامترهای خاک در پاسخ‌های فروریزش سازه محاسبه گردیده است. با بررسی نتایج مشخص شد، در تمام نمونه‌های تولید شده نسبت به حالت پایه ثابت میانگین ظرفیت فروریزش کاهش و میانگین دریفت فروریزش افزایش داشته است، مدول برشی خاک بیشترین و چسبندگی خاک کمترین درصد مشارکت در ظرفیت فروریزش سازه را دارند، همچنین زاویه اصطکاک داخلی خاک بیشترین و مدول برشی خاک کمترین درصد مشارکت در دریفت فروریزش سازه را دارند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Akhoondi, M.R., & Behnamfar, F. (2021). Seismic fragility curves of steel structures including soil-structure interaction and variation of soil parameters. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 143, 106-609.
Altoontash, A. (2004). Simulation and Damage Models for Performance Assessment of Reinforced Concrete Beam-Column Joints. Stanford university.
ATC, S. (1996). Evaluation and retrofit of concrete buildings. vol. 1, ATC-40 report. Redwood City (CA): Applied Technology Council.
Bazzurro, P., & Cornell, C.A. (2004). Ground-motion amplification in nonlinear soil sites with uncertain properties. Bulletin of the Seismological Society of America, 94(6), 2090-2109.
Boulanger, R.W., Curras, C.J., Kutter, B.L., Wilson, D.W., & Abghari, A. (1999). Seismic soil-pile-structure interaction experiments and analyses. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 125(9), 750-759.
Committee, A. (2019). ACI 318-19: Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. American Concrete Institute: Farmington Hills, MI, USA.
Gajan, S., Hutchinson, T. C., Kutter, B. L., Raychowdhury, P., Ugalde, J. A., & Stewart, J. P. (2008). Numerical models for analysis and performance-based design of shallow foundations subjected to seismic loading. Pacific Earthquake Engineering Research Center Berkeley.
Ghandil, M., & Behnamfar, F. (2017). Ductility demands of MRF structures on soft soils considering soil-structure interaction. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 92, 203-214.
Haghollahi, S., & Behnamfar, F. (2020). Performance Evaluation of Special RC Moment Frames against Collapse Considering Soil-Structure Interaction. International Journal of Geomechanics, 20(2), 04019176. https://doi.org/doi:10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0001553.
Harden, C.W. (2005). Numerical modeling of the nonlinear cyclic response of shallow foundations. Pacific Earthquake Engineering Research Center.
Haselton, C.B. (2006). Assessing seismic collapse safety of modern reinforced concrete moment frame buildings Stanford University.
Ibarra, L.F. (2004). Global Collapse of Frame Structures under Seismic Excitations. Stanford University.
Katrangi, M., Memarpour, M.M., & Yakhchalian, M. (2021). Assessment of the Seismic Performance and the Base Shear Contribution Ratios of the RC Wall-frame Dual System Considering Soil–Structure Interaction. Journal of Earthquake Engineering, 1-28. https://doi.org/10.1080/13632469.2021.1871678.
Kiureghian, A.D., & Ditlevsen, O. (2009). Aleatory or epistemic? Does it matter? Structural Safety, 31(2), 105-112.
McKenna, F., Fenves, G.L., & Scott, M.H. (2000). Open System for Earthquake Engineering Simulation. University of California, Berkeley, CA.
Mekki, M., Elachachi, S., Breysse, D., & Zoutat, M. (2016). Seismic behavior of RC structures including soil-structure interaction and soil variability effects. Engineering Structures, 126, 15-26.
Myers, R.H., Montgomery, D.C., & Anderson-Cook, C.M. (2016). Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments. John Wiley & Sons.
Panagiotakos, T.B., & Fardis, M.N. (2001). Deformations of reinforced concrete members at yielding and ultimate. Structural Journal, 98(2), 135-148.
Prestandard, F. (2000). Commentary for the seismic rehabilitation of buildings (FEMA356). Washington, DC: Federal Emergency Management Agency, 7(2).
Rajeev, P., & Tesfamariam, S. (2012). Seismic fragilities of non-ductile reinforced concrete frames with consideration of soil structure interaction. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 40, 78-86.
Rankine, W.J.M. (1857). II. On the stability of loose earth. Philosophical transactions of the Royal Society of London (147), 9-27.
Raychowdhury, P. (2008). Nonlinear Winkler-based shallow foundation model for performance assessment of seismically loaded structures. University of California, San Diego.
Raychowdhury, P. (2009). Effect of soil parameter uncertainty on seismic demand of low-rise steel buildings on dense silty sand. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29(10), 1367-1378.
Raychowdhury, P., & Jindal, S. (2014). Shallow foundation response variability due to soil and model parameter uncertainty. Frontiers of Structural and Civil Engineering, 8(3), 237-251.
Shirzadi, M., Behnamfar, F., & Asadi, P. (2020). Effects of soil–structure interaction on inelastic response of torsionally-coupled structures. Bulletin of Earthquake Engineering, 18(4), 1213-1243.
Tang, Y., & Zhang, J. (2011). Probabilistic seismic demand analysis of a slender RC shear wall considering soil–structure interaction effects. Engineering Structures, 33(1), 218-229.
Tung, Y.-K., & Yen, B.-C. (2005). Hydrosystems engineering Uncertainty Analysis.
Tung, Y.-K., Yen, B.C., & Melching, C.S. (2006). Hydrosystems engineering reliability assessment and risk analysis.
Vamvatsikos, D. (2011). Performing incremental dynamic analysis in parallel. Computers & structures, 89(1-2), 170-180.
Vamvatsikos, D., & Cornell, C.A. (2002). The incremental dynamic analysis and its application to performance-based earthquake engineering. Proceedings of the 12th European Conference on Earthquake Engineering.
Venture, S.J., & Committee, G.D. (2000). Recommended seismic design criteria for new steel moment-frame buildings (Vol. 350). Federal Emergency Management Agency Washington, DC, USA.

  • تاریخ دریافت 16 مهر 1401
  • تاریخ بازنگری 14 مرداد 1402
  • تاریخ پذیرش 11 شهریور 1402