تحلیل رفتارلرزه ای قاب های بتن مسلح با شکل‌پذیری متفاوت براساس عملکرد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مهندسی عمران و محیط - زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

وقوع  زلزله­های اخیر بیانگر این مطلب است که بکارگیری آیین­نامه­های طرح لرزه ای،  متضمن حفاظت جامع و مناسب  سازه در برابر زلزله نیست. زیرا سازه های موجود در هنگام زلزله دارای سطوح مختلف عملکردیهستند و این در حالی است که هدف آیین­نامه­های موجود تامین سطح  ایمنی جانی از طریق کنترل آسیب در زلزله های خفیف تا متوسط و جلوگیری از فرو ریزش در زلزله های بزرگ است. هدف از طراحی بر اساس عملکرد تامین ایمنی سازه در سطوح مختلف خطر است که متناسب با رفتار مورد انتظار آن باشد. در این راستا بررسی عملکردی  رفتار ساختمان­های طراحی شده بر مبنای آیین­نامه­های داخلی می­توانددر تصحیح، تکمیل و توسعه این آیین­نامه­ها که در برگیرنده رفتار سازه­ها است، موثر افتد. به همین منظور در این تحقیق تعداد 72 قاب خمشی بتن مسلح با شکل­پذیری متوسط و کم  بر اساس استاندارد 2800 زلزله و آیین­نامه بتن­ایران طراحی شده و رفتار آنها در هنگام وقوع زلزله بر مبنای سطوح مختلف عملکردی مورد مطالعه قرار گرفته است. عملکرد لرزه­ای قاب­های مورد مطالعهبه‌ دو روش تحلیلی استاتیکی غیرخطی (بارافزون) و دینامیکی غیرخطی (در حوزه زمان) مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج بدست آمده باهم مقایسه شده­اند. این نتایج نشان می­دهند که قاب­های با شکل­پذیری متوسط (به جز قاب­های 2طبقه)  در اثر زلزله در سطح خطر یک، دارای سطح عملکرد ایمنی جانی  بوده و با افزایش ارتفاع طبقات،‌ اغلب آنها عملکرد قابلیت استفاده بی­وقفه را نشان می­دهند. در بین قاب­های با شکل­پذیری کم نیز، کلیه قاب­های 6، 8 و 10 طبقه منظم دارای نقطه عملکردی در سطح عملکرد ایمنی جانی بوده­اند ولی قاب­های 2 و 4 طبقه دارای سطح عملکرد ضعیف تری نسبت به اهداف در نظر گرفته شده در استاندارد 2800 بوده اند. در مقایسه ای کلی بین قاب­های با شکل پذیری متوسط و کم،  رفتار مناسب تر و ظرفیت رفتار غیر خطی بیشتری در قاب­های با شکل­پذیری متوسط مشاهده شده­است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Performance Based Seismic Analysis on the Behavior of Reinforced Concrete Frames with Different Ductility

نویسندگان [English]

  • Abbas ali Tasnimi 1
  • Nasrin Nasrollahi 2
1 Professor, Faculty of Civil & Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 MSc Student, Faculty of Civil & Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The recent earthquakes exhibit that the uses of seismic design codes of practice yet do not provide sufficient comprehensive safety for buildings. This means that during earthquakes all structures would behave various performances, while the design objectives in current building codes address life safety, control damage in minor and moderate earthquakes, and prevent collapse in a major earthquake. In this respect, evaluation of performance of existing buildings designed in accordance with the current seismic code of practices could improve these codes and provide ample precision related to the expected structural behavior. This paper investigates the various performances of 72 reinforced concrete moment resisting frames (RCMRF) with low and moderate ductility. These structures are designed in accordance with Iranian seismic standard 2800 and Iranian concrete code of practice. The seismic performances of all structures investigated, discussed and compared under the nonlinear static (pushover) and nonlinear dynamic analysis. The moderate ductile structures (except two stories) due to earthquake hazard level 1 exhibit life safety level of  performance, which transfers to immediate occupation level by increasing the height of the structure. Among the low ductile structures, all regular six, eight and ten stories have life safety performance while the two and four stories show low level of performance expected by standard 2800. The general comparisons among all moderate and low ductile structures show the better performance for that of moderate structures.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nonlinear Analysis
  • Performance level
  • Moderate Ductility
  • Low Ductility
  • Seismic behavior

مراجع

[1] Moehle JP., “Displacement-based seismic design criteria. In: Proceedings of 11th World Conference on Earthquake Engineering, Acapulco, Mexico. Paper no. 2125. Oxford: Pergamon, 1996.
[2] Krawinkler, H., “Chalenges and Progress in Performance–Based Earthquake Engineering”, International Seminar on Seismic Engineering for Tomorrow, Tokyo, Japan. November, 1999.
[3] Holmes Consulting Group Ltd., “Performance Based Evaluation of Buildings, Nonlinear Push Over and Time History Analysis”, Reference Manual, Wellington, New Zealand, 2001.
[4] SEAOC. Vision 2000, “Performance based seismic engineering of buildings, vols. I and II: Conceptual framework”, Sacramento (CA): Structural Engineers Association of California, 1995.
[5] ATC 40, Seismic evaluation and retrofit of existing concrete buildings. Redwood City (CA): Applied Technology Council, 1996.
[6] FEMA 273, NEHRP guidelines for the seismic rehabilitation of buildings; FEMA 274, Commentary. Washington (DC): Federal Emergency Management Agency, 1996.
[7] Krawinkler H. New trends in seismic design methodology. In: Proceedings of 10th European Conference on Earthquake Engineering, Vienna,
[8] Austria, vol. 2. Rotterdam: AA Balkema, pp. 821– 830, 1995.
Ghobarah Ahmed, “Performance-based design in earthquake engineering: state of Development”, Engineering Structures, vol 23, pp. 878– 884, 2001.
[9] Krawinkler, H. & Seneviratna, G.D.P.K. (1998), “Pros and Cons of Push Over analysis of seismic performance evaluation”, Engineering Structures, Vol 20, Nos. 4-6, pp. 452- 464, 1997.
[10] Bertero V. State of the art report on: design criteria. In: Proceedings of 11th World Conference on Earthquake Engineering, Acapulco, Mexico. Paper no, 2005, 1996.
[11] Rojahn C, Whittaker A. Proposed framework for performance based design of new buildings. In: Proceedings of 6th US National Conference on Earthquake Engineering, Oakland (CA): Earthquake Engineering Research Institute, [CD- Rom], 1998.
[12] Fajfar P. Trends in seismic design and performance evaluation approaches. In: Proceedings of 11th European Conference on Earthquake Engineering. Rotterdam: AA Balkema, pp. 237– 49, 1998.
[13] Tassios TP. Seismic design: state of practice. In: Proceedings of 11th European Conference on Earthquake Engineering. Rotterdam: AA Balkema, pp. 255– 67, 1998.
[14] Priestley MJN. Displacement-based approaches to rational limit states design of new structures. In: Proceedings of 11th European Conference on Earthquake Engineering. Rotterdam: AA Balkema, pp. 317– 35, 1998.
[15] Iranian Code of Practice for Seismic resistant Design of Buildings (standard 2800), Building and Housing research center (BHRC), PN. S 465, 2007.
[16] Iranian Concrete Code of Practice (ABA), Planning and Management Organization, PN. 120, 2001.
[17] Borzi B, Elnashai AS. Assessment of inelastic response of buildings using force and displacement based approaches, Struct Design Tall Bldgs, vol. 9 (2), pp. 251–77, 2000.
[18] Valles, R.E. ; Reinhorn, A.M; Kunnath, S.K, ; Li, C. & Madan, A, IDARC-2D Version 4.0, “A Program for the Inelastic Damage Analysis of R/C Buildings”, 1996.
[19] Wilson, E.L. & Habibullah, A., “Static & Dynamic Analysis Multistory Building, Including P-Delta Effects”, Earthquake Spectra, Vol.3, No. 2, pp. 289- 298, 1987.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار