ارتباط بین شاخص خرابی و سطوح عملکرد قاب های بتن مسلح

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در طی سال‌های اخیر محققین برآن شدند تا با کمی نمودن خسارت‌های وارد بر سازه‌ها دید جامع‌تری نسبت به آسیب‌های وارد بر سازه‌ها داشته باشند. بنابراین محققین مختلف با در نظر گرفتن ابعاد مختلف رفتاری سازه‌ها به ارائه شاخص‌های متنوعی پرداختند. در این میان شاخص‌های خرابی بر اساس شکل‌پذیری پلاستیک و تغییرشکل جانبی نسبی به دلیل سادگی مورد توجه بیشتر محققان قرار گرفته‌است. از سوی دیگر برای کنترل خسارت‌های وارده بر سازه‌ها، روشی تحت عنوان طراحی بر اساس عملکرد، مورد توجه گسترده آیین‌نامه‌های جهان قرار گرفته‌است. در این تحقیق چند نمونه قاب بتن مسلح خمشی معمولی در نظر گرفته شده‌است و بر روی آن‌ها تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی و تحلیل بار افزون انجام شده‌است. درتحقیق حاضر شاخص خرابی پارک و آنگ، شاخص خسارت سختی، شاخص تغییر شکل جانبی، شاخص نرم‌شدگی حداکثر و شاخص نرم‌شدگی نهایی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. سطوح عملکرد قاب‌ها بر اساس FEMA-356 مشخص شده است. در نهایت ارتباط بین سطوح عملکرد قاب‌های بتنی و شاخص‌های خرابی مذکور استخراج و ارائه گردیده است. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Relationship Between Damage Index and Performance Levels of RC Frames

نویسندگان [English]

  • A.R. Rahaei
  • M. Ahmad Khanpour
  • N. Sadeghi
Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In recent years, in order to have a comprehensive evaluation of structural damages, quantitative methods are developed. In this regard, several research works have been done. The damage indices are based on structural drift regarding the importance and vast application of performance-based design. In this paper, the relationship between the performance levels and damage indices are studied. Several models of RC moment resisting frames were selected and analyzed using dynamic and pushover methods. Furthermore, various damage indices i.e.; Park-Ang index, stiffness index, drift index, and maximum softening and Plastic softening index for different models were estimated. Finally, the relationship between the values of these indices and the performance levels of frames is discussed in accordance with FEMA-356.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Structural damage index
  • Performance level
  • Non-linear Dynamic Analysis
  • pushover analysis
  • RC Frame
[1] F. Prestandard, commentary for the seismic rehabilitation of buildings (FEMA356), Washington, DC: Federal Emergency Management Agency, 7 (2000).
[2] A.T. Council, ATC40, in: Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings California Seismic Safety Commission, 1997.
[3] S. Toussi, J.T. Yao, Hysteresis identification of existing structures, Journal of Engineering Mechanics, 109(5) (1983) 1189-1202.
[4] J.E. Stephens, J.T. Yao, Damage assessment using response measurements, Journal of Structural Engineering, 113(4) (1987) 787-801.
[5] A. Ghobarah, H. Abou-Elfath, A. Biddah, Response-based damage assessment of structures, Earthquake engineering & structural dynamics, 28(1) (1999) 79-104.
[6] Y.-J. Park, A.H.-S. Ang, Mechanistic seismic damage model for reinforced concrete, Journal of structural engineering, 111(4) (1985) 722-739.
[7] H. Krawinkler, M. Zohrei, Cumulative damage in steel structures subjected to earthquake ground motions, Computers & Structures, 16(1-4) (1983) 531-541.
[8] Y.s.M. Chung, C; and Shinozuka, M, Modeling of concrete damage, ACI, Structural Journal, 86(3) (1989) 259-271.
[9] E. DiPasquale, A. Cakmak, Seismic damage assessment using linear models, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 9(4) (1990) 194-215.
[10] E. Cosenza, G. Manfredi, R. Ramasco, The use of damage functionals in earthquake engineering: a comparison between different methods, Earthquake engineering & structural dynamics, 22(10) (1993) 855-868.
[11] M. Rodriguez, A measure of the capacity of earthquake ground motions to damage structures, Earthquake engineering & structural dynamics, 23(6) (1994) 627-643.
[12] A. Colombo, P. Negro, A damage index of generalised applicability, Engineering Structures, 27(8) (2005) 1164-1174.
[13] T. Usami, S. Kumar, Inelastic seismic design verification method for steel bridge piers using a damage index based hysteretic model, Engineering Structures, 20(4-6) (1998) 472-480.
[14] T. M, Nonlinear Analysis of Structures, Fadak Isatis, (2011).
[15] S.K. Kunnath, A.M. Reinhorn, R. Lobo, IDARC Version 3.0: A program for the inelastic damage analysis of reinforced concrete structures, (1996).
[16] S. Otani, M.A. Sozen, Behavior of multistory reinforced concrete frames during earthquakes, University of Illinois Engineering Experiment Station. 1972.
[17] A.l. Habibi, H. Moharrami, A.A. Tasnimi, Evaluation of Seismic Performance of Concrete Moment Frames Using Hardness Damage Index, Technical College, 40(5) (2006) 701-712.
[18] H. Estekanchi, A. Vafai, K. Arjomandi, Correlation between structural performance levels and damage indexes in steel frames subjected to earthquakes, Scientia Iranica, 16(2) (2009).
[19] M. Izadpanah, A.R. Habibi, A. Yazdani, Evaluation of Damage to Concrete Moment Frames Using Pushover Analysis, in: 5th National Congress of Civil Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran., 2010.