ارزیابی نیازهای لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی با استفاده از روش‌های مختلف تحلیل استاتیکی غیرخطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

تخمین نیازهای لرزه‌ای در سطوح عملکردی مختلف نیازمند بررسی‌های دقیق و گسترده رفتار غیر ارتجاعی سازه است. روش تحلیل استاتیکی غیرخطی (بار افزون) یکی از روش‌های مهم در طراحی سازه‌ها بر اساس عملکرد می‌باشد و به همین دلیل در سال‌های اخیر بیشتر موردتوجه قرارگرفته است. الگوی بار ثابت باوجود ورود سازه به ناحیه غیر ارتجاعی، یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های روش‌های استاتیکی غیرخطی سنتی می‌باشد. بنابراین در سال‌های اخیر روش‌های پیشرفته پوش‌آور با اعمال اثر مودهای بالاتر ارائه‌شده است. در این پژوهش الگوهای مختلف بار جانبی در روش پوش‌آور سنتی به همراه روش‌های پیشرفته شامل روش تطبیقی بر اساس جابجایی (DAP) و بهنگام شونده با لحاظ کردن اثر اندرکنش مودی (APAM)، مورد ارزیابی قرارگرفته و نتایج با تحلیل دینامیکی غیرخطی حاصل از 10 شتاب‌نگاشت دور از گسل مقایسه شده است. در کلیه روش‌های پوش‌آور، تغییر مکان بام سازه تا رسیدن حداکثر دوران گره به 02/0 رادیان (معرف حد شکل‌پذیری متوسط بر اساس مبحث 10 مقررات ملی و حد پایین سطح عملکرد آستانه فروریزش آیین‌نامه SEAOC) افزایش می‌یابد. نتایج نشان می‌دهد روش‌های سنتی تخمین مناسبی از جابجایی و زاویه دریفت سازه‌های بلندمرتبه ارائه نمی‌دهند. بیشترین مقدار اختلاف درمقایسه با روش‌های تطبیقی 9/7 درصد می‌باشد. همچنین در میان روش‌های مختلف، روش پوش‌آور تطبیقی DAP تخمین مناسبی از نیازهای لرزه‌ای سازه‌ها ارائه می‌دهد و به‌خوبی اثر مودهای بالاتر را فرآیند تحلیل لحاظ می‌کند. روش تطبیقی APAM تخمین مناسبی از زاویه دریفت طبقات تحتانی سازه به‌ویژه در سازه‌های بلندمرتبه ندارد به نحوی که بیشترین میزان اختلاف در مقایسه با روش DAP، 7/3 درصد می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Assessment Of Different Pushover Methods to Estimate Seismic Inelastic Demands Of SMRF's

نویسندگان [English]

  • M. Gerami
  • A.M. Mashayekhi
  • N. Siahpolo
Earthquake Engineering Department, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Since the nonlinear static procedure (NSP) is one of the most prevalent and useful methods for the Performance-Based-Design (PBD) of buildings, it is considered by several researchers during past decades, so that the capability assessment of NSP in comparison with the nonlinear dynamic procedure (NDP) and improving the NSP accuracy are the basic subject of previous studies. Therefore, in this paper several load patterns used in conventional and advanced NSP such as displacement-based adaptive NSP (DAP) and multi-mode interaction adaptive NSP (APAM) are evaluated and the results are compared with NDP responses. Based on modeling assumptions the results demonstrate that the CPA with elastic load patterns cannot predict displacement and story drift for high-rise models. The maximum differences between CPA and APA is almost 7.9%. In addition, the DAP adaptive method presents an almost accurate prediction of seismic demands and it can consider the effect of higher modes on inelastic responses. However, although the APAM adaptive method considers the interaction between modes, but it cannot predict the interstory drift angle at lower stories accurately. This behavior is intensified while the height of buildings increases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nonlinear dynamic analysis
  • Adaptive Nonlinear Static Analysis
  • Drift Angle
  • Average Ductility

مراجع

[1] A. Moghadam, W. Tso, A pushover procedure for tall buildings, in: Proc. of the Twelfth European Conference on Earthquake Engineering, London, United Kingdom, Paper, 2002.
[2] A.K. Chopra, R.K. Goel, A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 31(3) (2002) 561-582.
[3] A.K. Chopra, R.K. Goel, A modal pushover analysis procedure to estimate seismic demands for buildings: Summery and evalusation, in: Fifth National Conference on Earthquake, Istanbul, Turkeym Keynote Lecture, 2003.
[4] A.K. Chopra, R.K. Goel, C. Chintanapakdee, Evaluation of a modified MPA procedure assuming higher modes as elastic to estimate seismic demands, Earthquake Spectra, 20(3) (2004) 757-778.
[5] B. Gupta, S.K. Kunnath, Adaptive spectra-based pushover procedure for seismic evaluation of structures, Earthquake spectra, 16(2) (2000) 367-392.
[6] E. Kalkan, S.K. Kunnath, Adaptive modal combination procedure for nonlinear static analysis of building structures, Journal of Structural Engineering, 132(11) (2006) 1721-1731.
[7] M.N. Aydinoğlu, An incremental response spectrum analysis procedure based on inelastic spectral displacements for multi-mode seismic performance evaluation, Bulletin of Earthquake Engineering, 1(1) (2003) 3-36.
[8] M. Izadinia, M.A. Rahgozar, O. Mohammadrezaei, Response modification factor for steel moment-resisting frames by different pushover analysis methods, Journal of Constructional Steel Research, 79 (2012) 83-90.
[9] S. Mazzoni, F. McKenna, M. Scott, G. Fenves, OpenSees: open system for earthquake engineering simulation, OpenSees Command Language Manual, Berkeley, (2006).
[10] P. FEMA, Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, FEMA-356, Federal Emergency Management Agency, Washington, DC, (2000).
[11] A. ATC, 40, Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings, Applied Technology Council, report ATC-40. Redwood City, (1996).
[12] R. Pinho, S. Antoniou, A displacement-based adaptive pushover algorithm for assessment of vertically irregular frames, in: Proceedings of the Fourth European Workshop on the Seismic Behaviour of Irregular and Complex Structures, 2005.
[13] R. Abbasnia, M. Tajik Davoudi, Capacity curve estimation of reinforced concrete frames with a novel adaptive pushover method, in: Proceedings of the 4th International Conference on Seismic Retrofitting, Tabriz, Iran, 2012.
[14] R. Abbasnia, A.T. Davoudi, M.M. Maddah, An adaptive pushover procedure based on effective modal mass combination rule, Engineering Structures, 52 (2013) 654-666.
[15] A. Gupta, Seismic Demands for steel Moment Resisting Frame Structure, Stanford university, Stanford, 1998.
[16] S. No, 2800, Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings, 3 (2005).
[17] www.peer.berkeley.edu/peer_ground_motion_database.
[18] S. Antoniou, R. Pinho, SeismoSignal: a computer program for signal processing of strong-motion data, Technical Report 4.0. 0. Pavia, Italy: SeismoSoft, 2004.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 49، شماره 3
آبان 1396
صفحه 419-430

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار