فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

بررسی تأثیر روش طراحی مبتنی بر عملکرد در ساختمان‌های بلندمرتبه بتن‌آرمه با سیستم قاب خمشی ویژه بر شاخص خرابی پارک- انگ

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران سازه، گروه مهندسی عمران، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران
چکیده
طراحی مدرن لرزه‌ای به سازه اجازه می‌دهد تا در هنگام وقوع زلزله‌های نسبتاً قوی، پاسخ غیرالاستیک داشته باشد. جهت انجام این طراحی تعریف واضحی از پاسخ غیر الاستیک یا خسارت مورد نیاز است تا برای ترازهای خطر زلزله‌های مختلف هدف‌گذاری شود. به همین منظور، هدف از این مطالعه، ارزیابی شاخص خرابی پارک-انگ در قاب‌های خمشی ویژه ساختمان‌های بلندمرتبه بتن‌آرمه، طراحی شده بر اساس عملکرد است. در این تحقیق به‌منظور مدل‌سازی و انجام تحلیل‌ها از نرم‌افزار کدباز OpenSees استفاده شده است. این مطالعه مشتمل بر دو گام اساسی است. در گام اول     3 قاب بلند خمشی بتن‌آرمه 18، 24 و 30 طبقه با استفاده از تحلیل مودال پوش‌اور بر اساس ضوابط آیین‌نامه ASCE41-17 و FEMA356، در چارچوب نگرش طراحی مبتنی بر عملکرد، طراحی شدند. در گام دوم، ارزیابی شاخص خرابی پارک-انگ در قاب‌های طراحی شده در گام نخست، به دست آمده و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مطابق نتایج به‌دست‌آمده مشاهده می­شود با افزایش تعداد طبقات شاخص خرابی    پارک-انگ در قاب‌های 18، 24 و 30 به ترتیب 10، 16 و 34 درصد افزایش پیدا می‌کند. همچنین با توجه به نتایج به‌دست‌آمده برای شاخص خرابی پارک-انگ، مشاهده می‌شود روش طراحی مبتنی بر عملکرد سبب می‌شود که سازه‌های طراحی شده در محدوده قابل تعمیر قرار بگیرند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


ACI 318-14. (2014). Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. Farmington Hills, M.A.C.I.
American Concrete Institute. (2019). Building code requirements for structural concrete and commentary (ACI 318-19).
American Society of Civil Engineers, (ASCE 41-13). (2013). Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Building. American Society of Civil Engineering, Reston, VA.
American Society of Civil Engineers. (2017). Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings (ASCE/SEI 41-17).
Asgarian, B., Sadrinezhad, A., & Alanjari, P. (2010). Seismic performance evaluation of steel moment resisting frames through incremental dynamic analysis. Journal of Constructional Steel Research, 66(2), 178-190.
Federal Emergency Management Agency. (2000). Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings (FEMA 356).
Frangopol, D. M., Kawatani, M., & Kim, C. W. (2007). Reliability and Optimization of Structural Systems: Assessment, Design, and Life-Cycle Performance. CRC Press.
Ghosh, S., Datta, D., & Katakdhond, A. A. (2011). Estimation of the Park-Ang damage index for planar multi-storey frames using equivalent single-degree systems. Engineering Structures, 33(8), 2509-2524. doi: 10.1016/j.engstruct.2011.04.023
Hardyniec, A., & Charney, F. (2015). A new efficient method for determining the collapse margin ratio using parallel computing. Computers & Structures, 148, 15-25.
Huang, M. F., et al. (2015). Performance-based design optimization of tall concrete framed structures subject to wind excitations. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 139, 70-81.
Hwang, S. H., & Lignos, D. G. (2017). Earthquake-induced loss assessment of steel frame buildings with special moment frames designed in highly seismic regions. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 46(12), 2141-2162.
Kaveh, A., Fahimi-Farzam, M., & Kalateh-Ahani, M. (2015). Optimum design of steel frame structures considering construction cost and seismic damage. Smart Structures and Systems, 16(1), 1-26.
Kunnath, S. K., Reinhorn, A. M., & Lobo, R. F. (1992). IDARC Version 3.0: A Program for the Inelastic Damage Analysis of Reinforced Concrete Structures (Technical Report NCEER-92-0022). National Center for Earthquake Engineering Research.
Mander JB, Priestley MJN, Park R. (1988). Theoretical stress-strain model for confined concrete. J Struct Eng; 114:1804–26.
MATLAB. (2016). The language of technical computing. Math Works Inc.
Matta, E. (2018). Lifecycle cost optimization of tuned mass dampers for the seismic improvement of inelastic structures. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 43(3), 714-737.
Mitropoulou, C. C., Lagaros, N. D., & Papadrakakis, M. (2014). Numerical calibration of damage indices. Advances in Engineering Software, 70, 36-50. doi: 10.1016/j.advengsoft.2014.01.007
Möller, O., Foschi, R. O., Ascheri, J. P., Rubinstein, M., & Grossman, S. (2015). Optimization for performance-based design under seismic demands, including social costs. Earthquake Engineering and Vibration, 14(2), 315-328.
Movahed, H., Meshkat-Dini, A., & Tehranizadeh, M. (2014). Seismic evaluation of steel special moment resisting frames affected by pulse-type ground motions. Asian Journal of Civil Engineering, 15(4), 575-585.
OpenSees (Version 2.4.0) [Computer software]. (n.d.). Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER).
Park, Y.-J., Ang, A. H.-S., & Wen, Y. K. (1985). Seismic damage analysis of reinforced concrete buildings. Journal of Structural Engineering, 111(4), 740-757.
Sarma, K., & Adeli, H. (2002). Life-cycle cost optimization of steel structures. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 55(12), 1451-1462.
Shoeibi, S., Kafi, M. A., & Gholhaki, M. (2017). New performance-based seismic design method for structures with structural fuse system. Engineering Structures, 132, 745-760.
Stewart, J. P., Chiou, S., Bray, J. D., Somerville, P. G., & Abrahamson, N. A. (2001). Ground Motion Evaluation Procedures for Performance-Based Design (Report No. 2001/09). PEER, University of California, Berkeley.
Zhang, C., & Tian, Y. (2019). Simplified performance-based optimal seismic design of reinforced concrete frame buildings. Engineering Structures, 185, 15-25.

  • تاریخ دریافت 27 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری 31 تیر 1403
  • تاریخ پذیرش 31 مرداد 1403