بررسی آزمایشگاهی رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی با سیستم تونلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول و دانشیار، پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله

2 دکتری مهندسی زلزله، پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله

چکیده

امروزه ساختمان‌های تونلی در سراسر دنیا مورد استفاده هستند و در پروژه‌های انبوه‌سازی کاربرد فراوانی دارند. سرعت بالا و کاهش هزینه‌های اجرایی باعث شده تا طراحی و اجرای این ساختمان‌ها بیش از گذشته مورد توجه قرار گیرد. در مقایسه با سایر سیستمهای سازه‌ای، مطالعات انجام شده بر روی ساختمان‌های تونلی بسیار کم است. در آیین‌نامه‌های طراحی سازه‌ها در برابر زلزله نیز تمهیدات خاصی برای تحلیل و طراحی این قبیل سازه‌ها در نظر گرفته نشده است. با توجه به لرزه‌خیزی ایران و افزایش استفاده از این سیستم، نیاز است با مطالعات بیشتر، ارزیابی دقیق‌تری از عملکرد لرزه‌ای این ساختمان‌ها شود. در این مقاله تلاش شده است با انجام مطالعات آزمایشگاهی بر روی دو نمونه ساخته شده با مقیاس یک به پنج، به بررسی رفتار لرزه‌ای این ساختمان‌ها پرداخته شود. در این مطالعات آزمایش‌های بارگذاری رفت و برگشتی و آزمایش‌های ارتعاش اجباری انجام شده و مکانیسمهای خرابی و رفتار سازه در محدوده غیر خطی مطالعه شده است. هم‌چنین خصوصیات لرزه‌ای در محدوده عملکرد خطی مانند زمان تناوب مد اول ارتعاشی و آثار ترک خوردگی بر آن بررسی شده است. در ادامه به مدلسازی عددی نمونه‌ها پرداخته شده و نتایج تحلیل‌های رایآن‌های برابری خوبی با نتایج به‌دست آمده از آزمایش‌ها را نشان می‌دهد. بر اساس این مطالعات مشخص شد ساختمان‌های تونلی رفتار شکل‌پذیری نشان نداده و در آن‌ها مکانیزم خرابی ترد دیده شد. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Concrete Tunnel Form Buildings

نویسندگان [English]

  • Sassan Eshghi 1
  • Alireza Tavafoghi Jahromi 2
چکیده [English]

The tunnel form buildings are used for mass construction in many countries. This construction method is very interesting because of its fast construction technique and low cost. But there is deficiency of researches about tunnel form building in comparison to the other conventional building systems. There are no special requirements for seismic analysis and design of this type of buildings. According to high risk of earthquake and using of this construction method in many projects in Iran, some more studies should be done to evaluate seismic behaviour of tunnel form buildings. In this paper, an experimental program was performed in which the testing of two three-story 1/5-scale of the tunnel form building were carried out to clarify the seismic behaviour of structures. The experimental program consisted of some cyclic loadings and forced vibration tests in order to study the failure mechanisms and the effects of cracking on the fundamental period. The behavior of the specimens was simulated by finite element model and a good correlation was obtained between experimental and numerical results. This study showed that the tunnel form buildings have low level of ductility and brittle failure mechanism was observed. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tunnel Form Buildings
  • Cyclic loading
  • Forced Vibration Test
  • Concrete
  • nonlinear
  • Fundamental Period

مراجع

[1]توافقی جهرمی، علیرضا، "بررسی رفتار لرزهای ساختمانهای پانلی بتنی با سیستم تونلی"، پایان نامه دکتری مهندسی زلزله، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، ١٣٩٠
[2]ACI, “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-05) and Commentary, (ACI 318R-05)”, American Concrete Institute,Farmington Hills, Michigan, 2005.
[3]ASCE, “Minimum Design Load for Buildings and other Structures”, ASCE Standard ASCE/SEI 7-05,American Society of Civil Engineers, 2005.
[4]ATC, “Quantification of Building Seismic Performance Factor”, Report No. ATC-63, prepared by the Applied Technology Council for the Federal Emergency Management Agency, Washington,D.C., 2009.
[5]Balkaya C, Kalkan E, “Estimation of Fundamental Periods of Shear-Wall Dominant Building Structures”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics. Vol. 32, No. 7, pp. 985-998, 2003.
[6]Balkaya C, Kalkan E, “Nonlinear Seismic Response Evaluation of Tunnel Form Building Structures”,Computers & Structures. Vol. 81, pp. 153-165,2003b.
[7]Balkaya C, Kalkan E, “Seismic Vulnerability, Behavior and Design of Tunnel Form Buildings”,Engineering Structures. Vol. 26, No.14, pp. 2081-2099, 2004.
[8]Cornelissen H. A. W., Hordijk D. A., Reinhardt H. W, “Experimental Determination of Crack Softening Characteristics of Normal Weight and Lightweight Concrete”, Heron. Vol. 31, No. 2, pp. 45-56, 1986.
[9]Eshghi S., Tavafoghi A., “Estimating a Response Modification Factor (R) for Tunnel Form Concrete Building Structures”, 14ECEE. Paper ID:704, 2010.
[10]Goel R.K, Chopra A.K, “Period Formulas for Concrete Shear Wall Buildings”, Journal of Structural Engineering, Vol. 124, No. 4, pp. 426-433, 1998.
[11]Hordijk, D.A, “Local Approach to Fatigue of Concrete”, PhD thesis, Delft University of Technology, 1991.
[12]Kalkan, E, Yuksel, B, “Pros and Cons of RC Tunnel Form (Box-type) Buildings”, The Structural Design of Tall and Special Buildings, Vol. 17, No. 3, pp601-617, 2008.
[13]Lee L, Chang K, Chun Y, “Experimental Formula for the Fundamental Period of RC Buildings with Shear Wall Dominated Systems”, Structural Design of Tall Buildings. Vol. 9, No. 4, pp. 295-307, 2000.
[14]Tavafoghi, A. and Eshghi, S. (2011), “Evaluation of behavior factor of tunnel-form concrete building structures using Applied Technology Council 63”,The Structural Design of Tall and Special Buildings,DOI: 10.1002/tal.710, 2011.
[15]Tavafoghi A., Eshghi S., “Seismic Behavior of Tunnel Form Buildings”, 14WCEE. Paper ID:14_05-03-0175, 2008.
[16]Thorenfeldt E., Tomaszewicz A., and Jensen J. J, “Mechanical Properties of High-Strength Concrete and Applications in Design”, Symp. Utilization of High-Strength Concrete, Stavanger, Norway, 1987.
[17]TNO DIANA, “Finite Element Analysis User Manuals, Version 9.2”, Delft, The Netherlands,2007.
[18]Yuksel B, Kalkan E, “Behavior of Tunnel Form Buildings under Quasi-Static Cyclic Lateral Loading”, Structural Engineering & Mechanics,Vol. 27, No. 1, 2007.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار