ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب های خمشی بتن مسلح با استفاده از شاخص های خسارت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول و استادیار گروه عمران؛ دانشگاه کردستان؛ گروه مهندسی عمران

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد کنگاور; دانشکده فنی و مهندسی; گروه عمران; کنگاور; ایران

3 استادیار گروه عمران دانشگاه کردستان؛ گروه مهندسی عمران

چکیده

یکی از مهمترین مسایل در طراحی عملکردی، تعیین و پیش­بینی میزان خسارت وارد بر سازه­ها است که  بدین­منظور استانداردهای مبتنی بر عملکرد، سطوح و حدود مشخصی را ارائه نموده­اند. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی این­ سطوح، با استفاده از مقایسه­ی شاخص­های خسارت در حالت دینامیکی و بارافزون و هم­چنین بررسی نحوه­ی عملکرد آیین­نامه­های آبا و 2800 در محدود نمودن خسارت وارد برسازه­ها است. بدین­منظور با طراحی چندین قاب خمشی بتن مسلح و با در نظرگرفتن 7 ثبات زلزله، به ­گونه­ای که طیف حاصل از آنها دارای کمترین­اختلاف با طیف طرح آیین­نامه­ی 2800 باشد، به ارزیابی و مقایسه­ی خسارت وارد بر این قاب­ها پرداخته شد. نتایج نشان می­دهند که، معیار تغییرشکل نسبی ارائه شده در استانداردهایی مانند ­FEMA و­ATC40     نمی­تواند به تنهایی میزان خسارت وارد بر سازه­ها را به خوبی منعکس نمایند. هم­چنین نتایج نشان دهنده عملکرد­مناسب آیین­نامه­های آبا و 2800 در محدود نمودن خسارت وارد بر سازه­های طراحی شده طبق این آیین­نامه­ها در هدف تامین ایمنی­جانی­افراد است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation Of Seismic Performance Of RCMRFs Using Damage Indices

نویسندگان [English]

  • Alireza Habibi 1
  • Mehdi Izadpanah 2
  • Azad Yazdani 3
چکیده [English]

Determination and prediction of damage imposed on the structures is one of the most important topics related to the performance based design. In this regard, the standards regarding the performance based design have introduced some levels & limitations. The main objective of this research is to evaluate these levels by comparison of damage indices calculated from dynamic & pushover analysis. IN addition, performance of ABA & 2800 codes in limiting damage of structures is evaluated. For this purpose, seven earthquake records, which are appropriate for site effects under consideration, are selected & scaled in such a way that average response spectrum of them has minimum difference  with Iranian code 2800 design spectrum. then damage analysis is performed on several reinforced concrete moment resisting frames. Results represented that drift criterion introduced by standards such as FEMA273 & ATC40 can lead to incorrect results in determination of seismic performance of structures. it was illustrated that ABA & 2800 codes have proper performance in limiting damage of structures at Life Safety level

کلیدواژه‌ها [English]

  • Damage
  • performance base design
  • Dynamic analysis
  • pushover analysis
  • Drift Criterion
[1]ایزدپناه، مهدی؛ “ارزیابی یک معیار ساده و مؤثر برای تخمین خسارت قابهای خمشی بتن مسلح”، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکدهی فنی و مهندسی، دانشگاه . کردستان، ۱۳۸۸
[2] حبیبی، علیرضا؛ محرمی،حمید؛ تسنیمی، عباسعلی “ارزیابی عملکرد لرزهای قابهای خمشی بتن مسلح با استفاده از ، اندیس خسارت سختی”، نشریه دانشکده فنی، جلد ۴۰. شماره ۵، صفحه ۱۳۸۵ ،۷۰۱
[3]سلیمی، محمد؛ “تحلیل غیرخطی قابهای خمشی بتن مسلح با تأکید بر اثر محصور شدگی بتن بر ضریب رفتار”، پایان-نامه کارشناسی ارشد، دانشکدهی فنی و مهندسی، دانشگاه. تربیت مدرس، ۱۳۸۳
[4] رهایی .ع و نعمتی .س،“ ارزیابی عملکرد و روشهای مقاوم- سازی سازههای بتنی”. تهران، ۱۳۸۳
[5]Applied Technology Council, ATC40; “Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings California Seismic Safety Commission”, 1997.
[6]Bracci, J.M. and Reinhorn, A.M. and Mander, J.B. and Kunnath, S.K.; “The Deterministic model for seismic damage evaluation of RC structures”, Technical Report NCCEER-89-0033, National Center for earthquake Engineering Research, State University of
New York, Buffalo NY.1989.
[7]Cakmak, A.S, Dipasquale E, “Identification of the serviceability limit state and detection of seismic structure damage” Report NCEER-88-0022, National Center for Earthquake Engineering Research, State University of New York at Buffalo, NY, 1988.
[8]Cakmak, A.S, Dipasquale E, “On the relation between local and global damage indices”. Technical Report NCEER-89-0034, State University of New York at Buffalo, 1989.
[9]Cakmak, A.S. and Dipasquale, E.,”Seismic damage assessment using linear models”. Soil Dynamics and Earthquake Engineering; No.4, 9; 194-215; 1990.
[10]Chellini G, De Roeck G, Nardini L, Salvatore W, “Damage analysis of a steel–concrete composite frame by finite element model updating” Journal of Constructional Steel Research.66, PP398-411,2010.
[11]Chopra AK,Goel RK. “Capacity-demand-diagram- methods for estimating seismic deformation of inelastic structures:SDF Systems”. Report No.PEER-1999/02.Berkeley(CA):Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California
at Berkeley. 1999.
[12]Colombo .A, Negro .P, “A damage index of generalized applicability” Engineering Structures.27,PP1163-1174, 2005.
[13]Estekanchi H, Arjomandi K, “Comparison of damage indexes in nonlinear time history analysis of steel moment frames” Asian Journal of civil engineering(building and housing).8, PP629-646,2007.
[14]Estekanchi .H, Arjomandi .K and Vafai .A, “Estimating structural damage of steel moment frames by Endurance Time method” Journal of Constructional Steel Research.64, PP145-155,2008.
[15]Falerio S. Oller S and Barbat A, “Plastic-damage seismic model for reinforced concrete frames” Computers and Structures.86, PP581-597,2008.
[16]Federal Emergency Management Agency, FEMA273. “NEHRP Guidline for The Seismic Rehabilitation of Building”, Building Seismic Safety Council,Washington DC.1997.
[17]FEMA440, “Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures”, Federal Emergency Management Agency, Washington,DC.2005.
[18]Ghobarah A, Abou-Elfath H, Biddah A, “Response- Based Damage Assessment of Structures”, Earthquake Engng. Struct. Dyn. Vol. 28, 1999, PP79-104.
[19]Park Y.J., Ang A.H.S, “Mechanistic Seismic Damage Model for Reinforced Concrete”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 111, No. 4, PP.722-739,1985.
[20]Powell H.Graham and Allahabadi R., "“Seismic damage prediction by deterministic methods"Concepts and Procedures, Erthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 16, 719-734,1988.
[21]Usami, T., and Kumar, S. “Inelastic seismic design verification method for steel bridge piers using a damage index based hysteretic model.” Engineering structures, Vol.20, PP. 472-480.1998.
[22]Valles, R.E; Reinhorn, A.M; Kunnath, S.K; Li4, C and  Madan .A, “IDARC version 4.0:a program for the
inelastic damage analysis of reinforced concrete
structures” Technical Report NCEER-96-0010,
National Center For Earthquake Engineering Research,
State University of New York at Buffalo. 1996.
[23]Zhang X, Wong K, Wang Y, “performance assessment of moment resisting during earthquakes base on the force analogy method” Engineering Structures.29,PP2792-2802,2007.