ارائه‌ی ضرایب بازتاب و بزرگنمایی تغییر مکان و مقایسه رفتار دینامیکی سازه‌های بلند با سیستم لوله‌ای و سیستم مهاربند بازویی روی خاک انعطاف پذیر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

چکیده: امروزه در سرتاسر دنیا دو سیستم سازه‌ای لوله‌ای و مهاربند بازویی به عنوان سیستم‌های متعارف در ساختمان‌های بلند، جهت تامین پایداری و سختی لازم در برابر نیروهای جاتبی کنترل تغییر مکان نسبی و لرزش، زلزله یا طوفان‌های شدید شناخته شده است. از سوی دیگر با افزایش ارتفاع و تامین سختی جانبی مورد نیاز در اینگونه ساختمان‌ها، اهمیت انعطاف پذیری خاک تکیه گاهی ساختمان و تغییر مکان‌های ناشی از آن بیشتر می‌شود. هدف این مقاله مطالعه رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های بلند با سیستم‌های لوله‌ای و مهاربند بازویی با یک یا دو کمربند محیطی براساس کنترل تغییر مکان جانبی روی خاک‌های سخت و نرم است. برای این منظور طیف وسیعی از ساختمان‌های 10 تا 50 طبقه فلزی با این دو سیستم سازه‌ای مورد تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی قرار گرفته و حداکثر برش پایه و تغییر مکان جانبی بام آن‌ها محاسبه می‌گردد. همچنین برای مقایسه بیشتر وزن فولاد مصرفی در دو سیستم مورد مقایسه قرار می‌گیرد و از طرفی نتیجه گرفته می‌شود که طیف طرح استاندارد 2800 در ساختمان‌های بلند برای این دو سیستم دست بالا بوده و در مجموع سیستم لوله‌ای اقتصادی‌تر از سیستم مهاربازویی سختی و مقاومت مورد نیاز را تامین می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Base Shear Coefficients and Displacement Amplification Factors of Tall Buildings with Tubular and Outrigger Bracing Systems on Flexible Soil

نویسندگان [English]

  • F. Behnamfar 1
  • A.H. Mohajeri 2
1 Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Esfahan, Iran
2 Senior Structural Engineer, Esfahan, Iran
چکیده [English]

Currently, the framed-tube and outrigger-braced systems are known as two conventional load bearing systems in tall buildings. These structural systems can be used in tall buildings with high efficiency to provide the necessary lateral stiffness and strength against lateral forces due to earthquakes or strong storms. On the other hand, increasing the stiffness of these structures augments the relative importance of flexibility of the underlying soil and the resulting added displacements. This paper aims to study the seismic behavior of framed-tube and outrigger-braced tall buildings on flexible soil in comparison to a rigid base. For this purpose, a range of 10 to 50-storey steel buildings with both structural systems on flexible and rigid bases are analyzed dynamically and the maximum base shear and lateral roof displacement are calculated. Also for comparing the benefit of each system, the total weight of steel used per system in each case is calculated. Results indicated that the design spectrum of Standard 2800 overestimates the response of the studied systems. Overall, the tubular system more economically provides the necessary stiffness and strength of the building system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • tall buildings
  • Framed-Tube and Outrigger-Braced Systems
  • Flexible Soil
  • Dynamic analysis
  • Base Shear and Lateral Displacement

مراجع

[1] K.-S. Moon, J.J. Connor, J. E.Fernandez, Diagrid Structural Systems For Tall Buildings; Characteristics and Methodology for Preliminary design, Struct. Design Tall Spec. Buildings, 16 (2007) 205-230.
[2] F.R. Khan, N.R. Amin, Analysis and Design of Framed Tube Structures for Concrete Buildings, ACI, Pub, (1973) 39-60.
[3] R. Rahgozar, A. Ahmadi, O. Hosseini, M. Malekinejad, A simple mathematical model for static analysis of tall buildings with two outrigger-belt truss systems, International Journal of Structural Engineering and Mechanics, 40(1) (2011) 65-84.
[4] M. Malekinejad, R. Rahgozar, Free vibration analysis of tall buildings with outrigger-belt truss system, An International Journal of Earthquakes and Structures, 2(1) (2011) 89-107.
[5] M. Tajasem, Seismic performance of tubular tall structures., Islamic Azad University Yazd branch 2012.
[6] B.S. Taranath, Optimum belt truss locations for high-rise structures AISC Engineering Journal, 11(First Quarter) (1974) 18-21.
[7] B.S. Taranath, Stractural analysis and design of tall buildings in, McGraw-Hil, 1988, pp. 257-278.
[8] H. Kazemi Niakarani, F. Khoshnoudian, Seismic behavior of tall buildings and a solution for the shear lag phenomenon, in: National Congress of Civil Engineering, Mashhad University, 2011.
[9] P. Uniform Building Code, CA., in: International Conference of Building Officials, 1994.
[10] J.M.W. Brownjohn, T.-C. Pan, X.Y. Deng, Correlating dynamic characteristics from field measurements and numerical analysis of a high-rise building, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 29(4) (2000) 523-543.
[11] F.R. Khan, N.R. Amin, Optimal Design of Frame Tube Structures for Tall Concrete Buildings, Structural Engineering, 51(3) (1973) 85-92.
[12] A. Coull, B. Bose, Simplified Analysis of Frame – Tube Structures, J. struct. Div. , ASCE, , 101(11) (1975) 2223-2240.
[13] A. Kheiroddin, H. Jamshidi, Study of tubular resisting structural systems in tall buildings, in: National Conference on Structural Strengthening, Yazd, 2009.
[14] S.S. B., A. Cool, Analysis and Design of Tall Buildings, University of Mashhad Publications, 1997.
[15] A.H. Mohajeri, Base shear and roof displacement variation of tubular and outrigger-brace tall buildings on flexible base, University of Yazd, 2000.
[16] S.a.C.C.C.P. B. Taranath, , Group, 2012, Structural Analysis and Design of Tall Buildings, Taylor & Francis, 2012.
[17] R. Razani, M. Keivani, Effect of outrigger bracing on the behavior factor of steel structures, in: Fourth International Conference on Seismology and Earthquake Engineering, Tehran, 2004.
[18] D. Nimmy, R. Renjith, Analytical Investigation on the Performance of Tube-in-Tube Structures Subjected to Lateral Loads, International Journal of Technical Research and Applications, July-August 2016 284-288.
[19] G.W.M. HO, The Evolution of Outrigger System in Tall Buildings, International Journal of High-Rise Buildings, 5(1) (2016) 21-30.
[20] J.M.W. Brownjohn, T.C. Pan, Response of a tall building to long distance earthquakes, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 30 (2001) 709–729
[21] M. Jami, Calculation of the design spectrum based on the seismic records of Khorasan province using the Newmark-Hall method, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, 1998.
[22] Standard 2800, Seismic Design Regulations for Buildings, in: Building and Housing Research Center, 2009.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 49، شماره 4
اسفند 1396
صفحه 723-732

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار