ارزیابی منحنی شکنندگی سازه های نامنظم بتن آرمه در زلزله های نزدیک گسل تحت پیچش با در نظر گرفتن اندرکنش خاک – سازه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار رشته مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران

چکیده

در سازه‌های واقعی علاوه بر پیچش در پلان‌، پدیده اندرکنش خاک و سازه نیز رخ می‌دهد که این دو پدیده در تحلیل‌ها به ندرت به صورت همزمان در نظر گرفته شده‌اند. در تحقیق حاضر، با استفاده از منحنی‌های شکنندگی، احتمال از بین رفتن قابلیت خدمت‌رسانی بی‌وقفه و ایمنی جانی در سازه‌ نامتقارن در پلان با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه، تحت تحریک‌های نزدیک به گسل (دارای پالس) مورد ارزیابی قرار گرفته است. سازه مورد بررسی یک سازه هشت طبقه بتنی با سیستم باربر دوگانه قاب خمشی و دیوار برشی است. یکی از نوآوری‌های این تحقیق، استفاده از شاخص‌ کرنش‌ فولاد و بتن (به‌جای استفاده از شاخص‌های رایج ماکرو، نظیر دریفت طبقات) برای تعیین حالت‌های حدی است که از دقت بیشتری برخوردار است. برای در نظر گرفتن اثرات پدیده اندرکنش، از روش زیر سازه استفاده شده است که مقادیر سختی و میرایی (توابع امپدانس) با استفاده از روش نیمه تحلیلی Novak (نرم‌افزار DYNA5) محاسبه شده است. مدل‌ سازی غیرخطی سازه برای دستیابی به حل تاریخچه زمانی غیرخطی، با استفاده از نرم‌افزار Canny انجام شده است. برای استخراج منحنی‌های شکنندگی، از تحلیل‌های دینامیکی افزاینده استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که صرف نظر از پدیده اندرکنش خاک و سازه، در سطوح عملکرد خدمت‌رسانی بی‌وقفه و ایمنی جانی، در جهت اطمینان نیست. همچنین با افزایش خروج از مرکزیت، تاثیرات شرایط تکیه-گاهی کاهش می‌یابد و از سوی دیگر با کاهش سرعت موج برشی خاک، تاثیرات خروج از مرکزیت کاهش می‌یابد و پاسخ سازه نامتقارن و متقارن به یکدیگر نزدیک می‌شود

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of fragility curves of Asymmetric-Plan Reinforced Concrete Structures in the Near-fault Earthquakes under the Effect of Torsion Considering Soil-structure Interaction

نویسنده [English]

  • Mohammad sadegh Birzhandi
Department of Civil Engineering, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

In this study the life safety and immediate occupancy of asymmetric-plan reinforced concrete dual structures under the simultaneous effect of torsion and soil-structure interaction in the near-fault pulse-like earthquakes were evaluated using a probabilistic framework. An 8-story R/C dual lateral load resistant building consisting of shear walls and moment resisting frames was used. Sub-structure method was used to simulate the SSI effect. The impedance functions were calculated with the Novak semi-analytical method (DYNA5 software). The structure was modelled in the CANNY software considering the nonlinear behavior to perform the nonlinear time history analysis. All of the ground motion records were selected from the near-fault pulse-like records. Incremental Dynamic Analysis was employed to extract and fragility curves. To determine the life safety and immediate occupancy limit states, the strain of steel and concrete (as a micro index) were used rather than the usual macro indexes such as story drifts that lead to increase the accuracy of results. One of the most important of conclusion is that neglecting the SSI effect in the life safety and immediate occupancy limit states for the plan-asymmetric structure is not in the safe side and lead to over estimation in the structure capacity. Also an increase in the mass eccentricity lead to the decrease the base conditions importance and SSI effect. Other considerable observation is that an increase in the shear wave velocity of soil can lead to the decrease in the torsional response and the seismic response of asymmetric structure approaches to the symmetric one.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plan-asymmetric structures
  • soil-structure interaction (SSI)
  • Life safety
  • Immediate Occupancy
  • Near-fault pulse-like earthquakes