ارائه رابطه تجربی برای تخمین زمان تناوب اصلی قاب‌های خمشی فولادی با در نظر گرفتن اثرات نامنظمی در پلان و ارتفاع و اندرکنش خاک و سازه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

آیین‌نامه‌های مختلف طراحی سازه‌ها در برابر زلزله، روابط گوناگونی را جهت محاسبه دوره تناوب اصلی ارتعاش ساختمان‌ها ارائه می‌نمایند. این روابط تجربی معولاً از انجام آزمایش‌های گوناگون بر روی ساختمان‌های موجود و اندازه‌گیری دوره تناوب آن‌‌ها به‌دست می‌آیند و عمدتا بر مبنای ارتفاع سازه می‌باشند. به دلیل رابطه مستقیم پارامترهای طراحی همچون برش پایه و جابجایی ساختمان با دوره تناوب سازه، برآورد دقیق‌تر دوره تناوب از روابط آیین‌نامه از اهمیت بالایی برخودار است. این مقاله به ارائه رابطه تجربی برای تخمین دقیق‌تر زمان تناوب اصلی قاب های خمشی فولادی با در نظر گرفتن اثرات نامنظمی در پلان و ارتفاع و اندرکنش خاک و سازه پرداخته است. در همین راستا پایگاهی متشکل از 45 داده میدانی زمان تناوب، اطلاعات معماری و ژئوتکنیک برای ساختمان‌های با قاب خمشی فولادی استخراج گردیده است. سپس رابطه‌ای تجربی برای تخمین زمان تناوب اصلی با در نظر گرفتن اثرات نامنظمی و اندرکنش خاک و سازه با استفاده از برازش کمّیتی پیشنهاد گردیده و با نتایج حاصل از رابطه استانداردهای 2800، ASCE7-16 و UBC-97مقایسه شده است. رابطه پیشنهادی با استفاده از 10 زمان تناوب طبیعی حاصل از مدلسازی تحلیلی سازه‌های واقعی شهر تهران، صحت‌سنجی شده‌است. نتایج حاصل از رابطه پیشنهادی با دقت خوبی، میزان زمان تناوب طبیعی را پیش‌بینی می‌نمایند. داده‌های حاصل از روابط پیشنهادی استاندارد 2800، ASCE7-16 و UBC-97 برای زمان تناوب سازه‌های با ارتفاع متوسط و زیاد با مقادیر واقعی اختلاف قابل ملاحظه‌ای دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Predictive equations for fundamental period of steel moment frames considering the effects of irregularity in the floor plan and height and soil-structure interaction

نویسندگان [English]

  • Mohammadjavad Hamidia 1
  • Fazel Nejabati 2
1 Assistant Professor, Department of Civil, Water and Environmental Engineering
2 Department of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Robust estimation of fundamental elastic period of the buildings is essential for obtaining realistic seismic base shear. Seismic design codes provide a variety of equations to calculate the fundamental elastic period of vibration for steel moment frame buildings. The empirical equations are mainly based on the building height and does not take into account the effects of irregularity and soil-structure interaction. In this paper, an empirical predictive equation is developed to estimate the fundamental elastic period of steel moment frames. The predictive equation includes parameters that represent irregularity effects and soil-structure interaction . The database used in this study consists architectural and geotechnical data for 45 building cases. The proposed predictive equation shows satisfactory accuracy. The predicted results are then compared to the values obtained from Iranian 2800 seismic design code, ASCE7-16 and UBC-97. The proposed predictive equation is also verified by 10 fundamental elastic periods obtained from analytical models. The fundamental elastic period obtained using the predictive equations are specifically more accurate for mid- and high-rise buildings compared to seismic design codes. The values obtained from seismic codes are well below the realistic values for the buildings.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fundamental elastic period
  • Steel moment frames
  • Irregularity
  • Soil-structure interaction
  • 2800 seismic design code