فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

تحلیل حساسیت قاب‌های خمشی فولادی بهینه بر اساس عملکرد نسبت به سطوح خطر لرزه‌ای

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، گروه مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
چکیده
هدف این تحقیق، طراحی بهینه قاب‌های خمشی ویژه فولادی بر اساس رویکرد عملکردی و با بهره‌گیری از الگوریتم‌های فراکاوشی است. در این راستا، ضرایب مختلفی برای احتمال وقوع خطر ناشی از زلزله و نیز اطمینان از استفاده بی‌وقفه از عملکرد سازه در فرآیند بهینه‌سازی در نظر گرفته شده است. این ضرایب بر اساس نتایج تحلیل احتمالی خطر لرزه‌ای ایران تعیین شده و به‌عنوان معیارهایی برای کنترل قیدهای رفتاری قاب‌های مورد مطالعه به کار رفته‌اند. در فرآیند بهینه‌سازی، از الگوریتم مرکز جرم به همراه تحلیل بارافزون استفاده شده است تا رفتار غیرخطی قاب‌ها در سطوح مختلف عملکردی به‌طور دقیق ارزیابی شود. همچنین برای بررسی ظرفیت فروریزش و تعیین منحنی‌های شکنندگی قاب‌ها، از تحلیل دینامیکی افزایشی بهره گرفته شده است. دو قاب خمشی ویژه فولادی سه‌طبقه و شش‌طبقه با ضرایب 0/25، 0/30 و 0/40 به‌عنوان احتمال وقوع خطر و استمرار عملکرد مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. نتایج نشان داد که کاهش ضرایب احتمال وقوع خطر و نیاز به استفاده بی‌وقفه، منجر به طرح‌های بهینه اقتصادی‌تر می‌شود، درحالی‌که افزایش ضرایب، طرح‌هایی مقاوم‌تر با ظرفیت فروریزش بالاتر فراهم می‌آورد. همچنین بررسی دریفت طبقات بیانگر آن است که با افزایش ضرایب، کنترل تغییر مکان نسبی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند و قاب‌ها رفتار لرزه‌ای مناسب‌تری ارائه می‌دهند. به‌طورکلی، این مطالعه نشان می‌دهد که استفاده از روش بهینه‌سازی مبتنی بر عملکرد همراه با الگوریتم مرکز جرم می‌تواند تعادلی مؤثر میان اقتصاد و ایمنی در طراحی لرزه‌ای قاب‌های فولادی ایجاد کند
کلیدواژه‌ها
موضوعات

American Institute of Steel Construction. (2001). Manual of Steel Construction: Load & Resistance Factor Design (3rd ed.). Chicago, IL: American Institute of Steel Construction.
 American Institute of Steel Construction. (2013). Seismic Provisions for Structural Steel Buildings (ANSI/AISC 341-13).
Fathali, M. A., & Vaez, S. R. H. (2020). Optimum performance-based design of eccentrically braced frames. Engineering Structures, 202, 109857. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109857
Fattahi, F., & Gholizadeh, S. (2019). Seismic fragility assessment of optimally designed steel moment frames. Engineering Structures, 179, 37-51. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.10.041
Federal Emergency Management Agency. (2000a). Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings (FEMA 356).
Federal Emergency Management Agency. (2000b). Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings (FEMA 350).
Federal Emergency Management Agency. (2009). Recommended Methodology for Quantification of Building System Performance and Response Parameters (FEMA P695A). Applied Technology Council.
Gholizadeh, S., & Ebadijalal, M. (2018). Performance-based discrete topology optimization of steel braced frames by a new metaheuristic. Advances in Engineering Software, 123, 77-99. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2018.06.002
Gholizadeh, S., & Kamyab, R. (2014). Performance-based design optimization of steel frames by an improved quantum particle swarm optimization. Advances in Engineering Software, 71, 38-53. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft. 2014.02.004
The MathWorks, Inc. (2016). MATLAB: the Language of Technical Computing (Version 9.0) [Computer software].
Pacific Earthquake Engineering Research Center. (2014). OpenSees (Version 2.4.0) [Computer software]. University of California, Berkeley.
Zhai, Z., Wang, Z., Guo, Y., Xu, S., & Zhao, J. (2019). An improved performance-based plastic design method for seismic resilient fused high-rise buildings. Engineering Structures, 199, 109650. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109650
Zhang, C., & Tian, Y. (2019). Simplified performance-based optimal seismic design of reinforced concrete frame buildings. Engineering Structures, 185, 15-25. https://doi.org/10.1016/ j.engstruct.2019.01.072
دوره 13، شماره 2 - شماره پیاپی 47
تابستان 1405
صفحه 146-133

  • تاریخ دریافت 25 شهریور 1403
  • تاریخ بازنگری 06 مهر 1404
  • تاریخ پذیرش 09 مهر 1404