26239

خسارت‌پذيري قاب‌هاي فولادي مجهز به سيستم قاب ستون پيوند تحت زمين‌لرزه‌هاي متوالي بحراني

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران

1397

1400/06/31

دكتر غلامرضا قدرتي اميري

دمتر الهام رجبي

عمران

سازه‌ها در مناطق لزره‌خيز تحت تأثير يك رويداد لرزه‌اي واحد قرار نمي‌گيرند، بلكه داراي يك دنباله لرزه‌‌اي متشكل از لرزه اصلي و چندين پس‌لرزه يا پيش‌لرزه هستند. بااين‌حال، تأثير توالي لرزه‌اي بر عملكرد سازه‌ها در اكثر آيين‌نامه‌هاي لرزه‌اي موجود موردتوجه قرار نگرفته است. مطالعات گذشته نشان داده است كه آسيب به سازه ممكن است به دليل توالي لرزه‌اي به ميزان قابل‌توجهي افزايش يابد، زيرا بازسازي سازه بين توالي لرزه‌اي به دليل كمبود زمان اساساً امكان‌پذير نيست. پيشگيري از فروريزش، اولويت اول در طراحي لرزه‌اي سازه است. محققان و متخصصان مهندسي زلزله به ساير اهداف عملكرد لرزه‌اي و توسعه سيستم‌هايي پرداخته‌اند كه علاوه بر اينكه از استحكام سازه اطمينان حاصل مي‌كند، تعمير سريع‌تر و هزينه تعمير كمتري را فراهم مي‌كند. ويژگي اين سيستم‌ها به اين‌گونه است كه آن‌ها قادرند تمام آسيب‌ها را در يك عنصر شكل‌پذير كه قابل تعويض است و به‌راحتي ترميم مي‌شود، متمركز كنند و به ساختار اصلي، از جمله سيستم مقاوم باربر ثقلي، اجازه مي‌دهند كه الاستيك بماند و آسيب نبيند. سيستم قاب ستون پيوندي (LCF) نمونه‌اي از اين سيستم‌ها است. در مطالعات اخير به اين نتيجه دست يافتند كه شاخص خسارت Park-Ang يكي از واقع‌بينانه‌ترين معيارهاي آسيب سازه است. بدين ترتيب، در اين مطالعه از شاخص خسارت Park-Ang استفاده شد و سه قاب ستون پيوند با 3، 7 و 11 طبقه كه به ترتيب نماينده سازه‌هاي كوتاه، متوسط و بلند مي‌باشند، مطابق ضوابط آيين‌نامه‌هاي لرزه‌اي ايران استاندارد 2800 ( ويرايش چهارم)، در نرم‌افزار ETABS2016 طراحي و در محيط نرم‌افزاري OpenSEES مدل‌سازي شدند. در ادامه پس از انتخاب سناريوهاي لرزه‌اي منفرد و متوالي بحراني ثبت‌شده، كليه قاب‌ها در معرض شتاب‌نگاشت‌هاي انتخابي، تحت تحليل ديناميكي غيرخطي قرارگرفته‌اند. درنهايت شاخص آسيب Park-Ang سيستم‌هاي قاب‌ ستون پيوند تحت زمين‌لرزه‌هاي منفرد و متوالي بحراني در تمامي طبقات به‌دست‌آمده و با يكديگر مقايسه شده است. نتايج حاكي از آن است كه به دليل كاهش سختي و استحكام سازه ناشي از لرزه اول، در اكثر قاب‌هاي ستون پيوند، نسبت شاخص خسارت Park-Ang تحت زلزله‌هاي متوالي در مقايسه با زلزله منفرد افزايش چشمگير مي‌يابد. اين موضوع بيش از پيش بيانگر ضرورت لحاظ نمودن پديده توالي لرزه‌اي در تحليل و طراحي سازه است. همچنين با بررسي روند بروز بيشينه خسارت در ارتفاع طبقات مي‌توان با تعيين طبقات حساس به خسارت مديريت تعويض تيرهاي لينك سيستم LCF را ارتقا داد. در اين پايان‌نامه طبقات مياني به عنوان طبقات حساس به خسارت شناسايي شده‌اند.

1400/12/22

Damage of linked column frames under critical consecutive earthquakes

9/22/2022 12:00:00 AM

Structures in earthquake-prone areas are not subjected to a single seismic event, but also to a seismic sequence consisting of mainshock and several aftershocks. However, the influence of seismic sequence on performance of structures has not been addressed in majority of existing seismic codes. Past studies have shown that the structural response and damage may be significantly increased due to seismic sequence, since the rehabilitation procedure between seismic sequences cannot be essentially possible due to lack of time.Collapse prevention is the first priority in the seismic design of buildings. Recently, earthquake engineering researchers and practitioners have begun to address other seismic performance objectives and to develop systems that ensure structural integrity, enable more rapid repair and provide lower repair cost. These systems are able to concentrate all damage in a ductile element, which is disposable and relatively easily repaired, allowing the main structure, including the gravity load resisting system, to remain essentially elastic and undamaged. The Linked column Frame System (LCF) is an example of such a system. Park-Ang damage index is considered to be one of the most realistic measures of structural damage. Thereby, Park-Ang damage index applied in this research. In this study, three linked column frames with 3, 7, and 11 stories that respectively represent short, medium, and high-rise structures are designed in ETABS2016 software according to Iranian seismic codes (standard no. 2800) and are modeled in OpenSEES software. After the design of the samples, individual and sequential critical seismic scenarios with/without successive shocks, are selected and the Park-Ang damage index of linked column frames are calculated from the results of nonlinear Dynamic Analysis. Finally, the Park-Ang damage index of the frames are obtained and are compared under single and successive earthquake records.The results show that due to the reduction of stiffness and strength of the structure caused by the first seismic shock, In most linked column frames, the park-ang damage index ratio shows an increased rate under successive earthquakes comparing to the individual one. This indicates the need to consider the phenomenon of seismic sequencing in the analysis and design of structures. Also, by examining the trend of maximum damage at the height of the floors, the LCF system can be replaced by determining the damage-sensitive floors.In this dissertation, the middle classes have been identified as vulnerable.

زمين‌لرزه‌هاي متوالي بحراني، سيستم قاب ستون پيوند، شاخص خسارت Park-Ang، تحليل ديناميكي غيرخطي

Critical Successive Earthquakes, Linked column frames, Park-Ang damage index, Nonlinear Dynamic analysis.

niloofar moniri

gholamreza ghodrati amiri