25703

انتخاب گزينه مناسب مقاوم‌سازي ساختمان‌هاي فولادي بر مبناي شاخص تاب‌آوري با استفاده از چهارچوب FEMA P-58و با درنظرگيري اثرات زلزله اصلي و پس‌لرزه

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش زلزله

1398

1400/08/25

دكتر مرتضي رئيسي دهكردي و دكتر غلامرضا قدرتي اميري

دكتر مهدي اقبالي

عمران

زلزله‌هاي اتفاق افتاده در سراسر جهان و تأثير آن‌ها بر روي جوامع، محققان را به سمت روش‌هاي جديدي جهت طراحي ساختمان‌ها، سوق داده است. امروزه طراحي مبتني بر عملكرد با وجود اينكه در بسياري از آيين‌نامه‌ها و استانداردها استفاده مي‌شود، جاي خود را به روش‌هاي مبتني بر تاب‌آوري، داده است. تاب‌آوري يك مفهوم كلي‌تر مي‌باشد كه اثر متقابل سازه‌ها بر يكديگر را در نظر مي‌گيرد و بسياري از مفاهيم اجتماعي را نيز شامل مي‌شود. با در نظرگيري مفهوم تاب‌آوري، اين مهم كه نمي‌توان خطر و ريسك حادثه را حذف كرد و فقط مي‌توان با شرايط جديد سازگار شد و در كوتاه‌ترين زمان ممكن به عملكرد پايدار رسيد، در نظر گرفته مي‌شود. در اين پايان‌نامه مروري بر ارزيابي خسارات لرزه‌اي طرح‌هاي مختلف مقاوم‌سازي سازه‌هاي حياتي با در نظرگيري اثرات زلزله‌ي اصلي و پس‌لرزه‌ها و كاربرد عملي مفهوم تاب‌آوري لرزه‌اي و در نهايت انتخاب بهترين گزينه مقاوم‌سازي، صورت مي‌پذيرد. جهت ارزيابي تاب‌آوري لرزه‌اي، يك مدرسه‌ در سر پل ذهاب كرمانشاه به عنوان نمونه مورد مطالعه انتخاب شده است. جهت مقاوم‌سازي اين مدرسه دو طرح شامل مقاوم‌سازي با مهاربند همگرا و استفاده از ديوار برشي پيشنهاد شده است كه در اين مطالعه طرح مناسب بر مبناي شاخص تاب‌آوري لرزه‌اي با استفاده از چهارچوب FEMA P-58 و درنظرگيري اثرات پس‌لرزه‌ها انتخاب مي‌شود. ارزيابي خسارت لرزه‌اي و زمان تعمير ساختمان موجود و گزينه‌هاي مقاوم‌سازي آن توسط نرم‌افزار PACT محاسبه مي‌شود. با محاسبه‌ي زمان تأخير در شروع فرايند بازيابي عملكرد، مي‌توان منحني عملكردي و شاخص تاب‌آوري لرزه‌اي را محاسبه نمود. در اين مطالعه شاخص تاب‌آوري لرزه‌اي براي دو سطح خطر 10% و 2% در 50 سال محاسبه شده است. بيشترين مقدار تاب‌آوري مربوط به گزينه مقاوم‌سازي با ديوار برشي در سطح خطر 10% در 50 سال مي‌باشد كه برابر 0.9851 است. كمترين ميزان تاب‌آوري مربوط به سازه موجود در سطح خطر 2% در 50 سال مي‌باشد كه برابر صفر است. در اين تحقيق مشخص مي‌شود كه ارزيابي خسارات لرزه‌اي با استفاده از چهارچوب FEMA P-58 و به كمك نرم‌افزار PACT به علت اينكه اين نرم‌افزار براي مكان و زمان مشخصي (كاليفرنيا شمالي و سال 2011) توسعه يافته است و هنوز براي كشور ايران بومي‌سازي نشده است، نتايج بدست آمده از آن به خصوص براي سطح خطر 2% در 50 سال با واقعيت تطابق خوبي ندارد. افزايش ميزان تاب‌آوري در گزينه‌هاي مقاوم‌سازي نسبت به سازه موجود نشان‌دهنده‌ي تأثير مثبت مقاوم‌سازي در عملكرد لرزه‌اي و شاخص تاب‌آوري سازه‌ها مي‌باشد. در اين مطالعه مقاوم‌سازي با ديوار برشي، به عنوان گزينه مناسب مقاوم‌سازي انتخاب شده است.

1400/09/09

selecting appropriate retrofitting strategy for steel frame buildings in terms of seismic resilience index based on the FEMA P-58 methodology and considering the effects of mainshock and aftershock seismic sequences

11/16/2022 12:00:00 AM

Earthquakes occurring all around the world and their impacts on communities have led researchers to find new ways of designing buildings. Today, performance-based design, despite being used in many regulations and standards, has been transformed into resilience-based methods. Resilience is a more general concept that considers the interaction of structures with each other and includes many social concepts. Considering the concept of resilience, it is important to consider that the risk of an event cannot be eliminated and that only new conditions can be adapted to guarantee sustainable performance in the shortest possible time. In this thesis, a review of seismic damage assessment of various rehabilitation projects of vital structures is done by considering the effects of the mainshocks and aftershocks and the practical application of the concept of seismic resilience and finally selecting the best retrofitting option. To evaluate the seismic resiliency, a school in SarePol Zahab, Kermanshah has been selected as the case study. In order to retrofit this school, two schemes have been proposed, including concentric brace and implementing shear wall. In this study, the appropriate design is selected based on the seismic resilience index using FEMA P-58 methodology and considering the effects of aftershocks. Seismic damage assessment and repair time of existing building and its retrofitting options are calculated by PACT software. By calculating the delay time at the beginning of the recovery process, the performance curve and the seismic resilinece index can be calculated. In this study, the seismic resilinece index for two seismic hazard levels of 10% and 2% in 50 years have been calculated. The highest resilience is related to the shear wall option at the hazard level of 10% in 50 years, which is equal to 0.9851. The minimum resilience of the existing structure is at the hazard level of 2% in 50 years, which is equal to zero. This study shows that seismic damage assessment using FEMA P-58 methodology and PACT software cannot lead to realistic results because this software was developed for a specific place and time (Northern California and 2011) and has not yet been localized for Iran, especially for the 2% hazard level in 50 years. Increasing the amount of resilience in retrofitting options compared to the existing structure indicates the positive effect of retrofitting on seismic performance and resilience index of structures. In this study, shear wall option has been selected as a suitable option.

تاب‌آوري لرزه‌اي، سازه‌هاي حياتي، ارزيابي خسارت بر مبناي FEMA P-58، توابع پيامد، منحني عملكردي، شاخص تاب‌آوري، ديوار برشي

Seismic resilience; School buildings; Damage assessment; FEMA P-58; Resilience index; Shear walls.