فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

بررسی رفتار لرزه‌ای سازه قاب خمشی خرپایی ویژه مجهز به مهاربندهای کمانش‌تاب، میراگرهای ویسکوز و اصطکاکی تحت زلزله‌های حوزه دور و نزدیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی زلزله، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
3 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
4 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران
چکیده
در ادبیات فنی مهندسی سازه و زلزله بررسی رفتار لرزه‌ای ساختمان­ها و همچنین مطالعه سطوح مختلف خرابی سازه‌ها در معرض زمین‌لرزه از یک‌سو و طراحی سازه‌های ایمن در پهنه‌های با شدت لرزه‌خیزی بالا از سوی دیگر از اهمیت بسزایی برخوردار است. از این­رو مقاله حاضر به مقایسه عملکرد قاب خمشی خرپایی ویژه فولادی مجهز به انواع سیستم­های اتلاف انرژی از قبیل مهاربند کمانش‌تاب، میراگر ویسکوز و میراگر اصطکاکی در معرض زمین­لرزه­های حوزه دور و نزدیک پرداخته است. در این راستا سازه­های مورد نظر با درنظرگیری رفتار غیرخطی مصالح در محیط نرم‌افزار OpenSEES پیاده­سازی و تحت تحلیل دینامیکی فزاینده قرار گرفته‌اند. نتایج حاصل از تحلیل‌های دینامیکی فزاینده حاکی از آن است که زلزله‌های حوزه نزدیک نسبت به زلزله‌های حوزه دور اثر مخرب‌تری بر سازه‌ها داشته است. سازه مجهز به میراگر ویسکوز توانایی بیشتری در جذب و مستهلک نمودن انرژی زلزله نسبت به سایر سیستم‌های مورد بررسی دارد. مقایسه منحنی­های شکنندگی برای سازه­های فوق­الذکر نشان داده است که احتمال خرابی کامل سازه مجهز شده به مهاربند کمانش‌تاب، تحت اثر زلزله‌های حوزه نزدیک نسبت به زلزله‌های حوزه دور 33/13 درصد بیشتر است. این مقدار در حالت افزودن میراگر اصطکاکی و ویسکوز به ترتیب برابر 5/12 و 5/23 می‌باشد
کلیدواژه‌ها

موضوعات


AISC. (2005). Specification for Structural Steel Buildings. ANSI/AISC, 36010.
Askariani S. S., Garivani S., Hasani M., & Hajirasouliha I. (2021). Special truss moment frames equipped with steel slit dampers. International Journal of Steel Structures, 1-19.
ATC (2009). Quantification of Building Seismic Performance Factors. US Department of Homeland Security, Applied Technology Council, FEMA.
Basha H.S., & Goel S.C. (1995). Special truss moment frames with Vierendeel middle panel. Engineering Structures, 17(5), 352-358.
Basha, H.S.D. (1994). Seismic-Resistant Truss Moment Frames with Ductile Vierendeel Segment. University of Michigan.
Basha, H.S.D. (1994). Seismic-Resistant Truss Moment Frames with Ductile Vierendeel Segment. University of Michigan.
Chao, S.H., & Goel, S.C. (2006). Performance-Based Plastic Design of Seismic Resistant Special Truss Moment Frames (STMF). Report No. UMCEE 06-03, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Michigan. Ann Arbor, MI.
Chao, S.H., & Goel, S.C. (2008a). A modified equation for expected maximum shear strength of the special segment for design of special truss moment frames. Engineering Journal-American Institute of Steel Construction Inc, 45(2), 117-125.
Chao, S.H., & Goel, S.C. (2008b). Performance-based plastic design of special truss moment frames. Engineering Journal, 45(2), 127.
Chao, S.H., Jiansinlapadamrong, C., Simasathien, S., & Okazaki, T. (2020). Full-scale testing and design of special truss moment frames for high-seismic areas. Journal of Structural Engineering, 146(3), 04019229.
Choi, H., & Kim, J. (2006). Energy-based seismic design of buckling-restrained braced frames using hysteretic energy spectrum. Engineering Structures, 28(2), 304-311.
Chopra, A.K., & Goel, R.K. (2002). A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 31(3), 561-582.
Chopra, A.K., & Goel, R.K. (2004). A modal pushover analysis procedure to estimate seismic demands for unsymmetric‐plan buildings. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 33(8), 903-927.
Dusicka, P., Itani, A.M., & Sahai, R. (2002). Advances in the seismic design of special truss moment frames. In Proceedings ???, 185-196.
Fadden, M., & McCormick, J. (2012). Cyclic quasi-static testing of hollow structural section beam members. Journal of Structural Engineering, 138(5), 561-570.
Ghorbanpour, B., Khalilpasha, M.H., & Jahani, Z. (2011). Examination of different frames and structural systems in steel buildings. The First Regional Conference of Civil Engineering (in Persian).
Goel, S.C., & Chao, S.H. (2008). Performance-Based Plastic Design: Earthquake-Resistant Steel Structures. International Code Council.
Goel, S.C., & Itani, A.M. (1994). Seismic-resistant special truss-moment frames. Journal of Structural Engineering, 120(6), 1781-1797.
Hazus (2011). Multi-Hazard Loss Estimation Methodology: Earthquake Model Hazus-MH MR5 Technical Manual. FEMA: Washington, DC, USA.
Heidari, A., & Gharehbaghi, S. (2015). Seismic performance improvement of special truss moment frames using damage and energy concepts. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 44(7), 1055-1073.
Itani, A.M., & Goel, S.C. (1991). Earthquake Resistance of Open Web Framing Systems. Department of Civil Engineering, University of Michigan.
Jiansinlapadamrong, C., Park, K., Hooper, J., & Chao, S.H. (2019). Seismic design and performance evaluation of long-span special truss moment frames. Journal of Structural Engineering, 145(7), 04019053.
Jiansinlapadamrong, C., Simasathien, S., Okazaki, T., & Chao, S.H. (2017). Cyclic loading performance of full-scale special truss moment frame with innovative details for high seismic activity. In Proceedings of 16th World Conference on Earthquake (16WCEE).
Kim, J., Lee, J., & Kang, H. (2016). Seismic retrofit of special truss moment frames using viscous dampers. Journal of Constructional Steel Research, 123, 53-67.
Kumar, R., & Sahoo, D.R. (2021). Seismic fragility of steel special truss moment frames with multiple ductile vierendeel panels. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 143, 106603.
Lee, S.K., Park, J.H., Moon, B.W., Min, K.W., Lee, S.H., & Kim, J. (2008). Design of a bracing-friction damper system for seismic retrofitting. Smart Structures and Systems, 4(5), 685-696.
López, W.A., & Sabelli, R. (2004). Seismic design of buckling-restrained braced frames. Steel tips, 78.
Mazzoni, S., McKenna, F., Scott, M.H. & Fenves, G.L. (2006). OpenSees command language manual. Pacific Earthquake Engineering Research (PEER) Center, 264(1), 137-158.
Parra-Montesinos, G.J., Goel, S.C., & Kim, K.Y. (2006). Behavior of steel double-channel built-up chords of special truss moment frames under reversed cyclic bending. Journal of Structural Engineering, 132(9), 1343-1351.
Paulay, T., & Priestley, M.N. (1992). Seismic Design   of Reinforced Concrete and Masonry Buildings, 768. New York: Wiley.
PEER Ground Motion Database, http://peer.berkeley.edu/
Pekcan, G., Linke, C., & Itani, A. (2009). Damage avoidance design of special truss moment frames with energy dissipating devices. Journal of Constructional Steel Research, 65(6), 1374-1384.
Sabelli, R., Mahin, S., & Chang, C. (2003). Seismic demands on steel braced frame buildings with buckling-restrained braces. Engineering Structures, 25(5), 655-666.
Sabelli, R., Roeder, C.W., & Hajjar, J.F. (2013). Seismic design of steel special concentrically braced frame systems. NEHRP, Gaithersburg, USA, Seismic Design Technical Brief, 8.
Sadeghpour, M., Kalatjari, V., & Pahlavan, H. (2022). Evaluation of NSP and MPA Methods to Optimize Special Truss Moment Frames (STMF) Using Island Genetic Algorithm. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 66(1), 193-209.
Simasathien, S. (2016). Cyclic Loading Performance of Special Truss Moment Frames and modified Structural Layouts for Staggered Truss Framing System for Seismically Active Areas (Doctoral Dissertation, Ph.D. Thesis, Dept. of Civil Engineering, Univ. of Texas at Arlington).
Sugihardjo, H., Habieb, A.B., & Karuniawan, R. (2022). Seismic performance of special truss moment frames with X-bracing type: influence of building height. Civil and Environmental Engineering, 18(2), 631-640.
Viest, I.M., Colaco, J.P., Furlong, R.W., Griffis, L.G., Leon, R.T., & Wyllie, L.A.J. (1997). Composite Construction Design for Buildings.

  • تاریخ دریافت 16 خرداد 1402
  • تاریخ بازنگری 17 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش 27 آذر 1402