27354

ارزيابي لرزه اي براساس عملكرد ، براي سازه هاي با سيستم قاب خمشي فولادي آسيب ديده از حريق

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران - كارشناسي ارشد گرايش زلزله

1396

1401/04/25

جناب دكتر غلامرضا قدرتي اميري

مهندسي عمران - زلزله

با وجود آن كه آيين¬نامه¬هاي بسياري براي مقابله سازه با حوادث احتمالي خصوصاً زلزله تهيه و تدوين گرديده¬اند ليكن استانداردهاي موجود يا براي طراحي سازه¬هاي سالم در برابر زلزله و يا براي بررسي مقدار مقاومت ساعتي اعضا در برابر حريق تهيه گرديده¬اند. حال آنكه از يك سو درنظر گرفتن روش كلاسيك لحاظ مقاومت در برابر حريق ساعتي براي اعضا بدون انجام هرگونه تحليل سازه انجام مي¬گيرد و صرفاً بصورت تجويزي و كاملاً تقريبي و غيردقيق مي¬باشد. و از سوي ديگر روش تحليل و بررسي رفتار سازه آسيب ديده از حريق در برابر زلزله با سطوح خطر مختلف تاكنون وارد آيين¬نامه¬ها نشده و منحني رفتاري اعضاي آسيب ديده از حريق نيز تاكنون در هيچكدام از مراجع معتبر ارائه نشده، لذا تركيب دو حادثه حريق و زلزله براي طراحي يا بهسازي يك سازه در استانداردهاي مختلف درنظرگرفته نشده است. اين درحاليست كه هم لزوم طراحي سازه¬هاي خاص يا بسيار مهم در برابر زلزله و حريق بصورت توامان وجود دارد و هم مشاهدات نشان مي دهد كه بسياري از سازه¬ها پس از اطفاء حريق، همچنان پايدار و قابل استفاده بوده و درنتيجه مي¬بايست بهسازي شوند. ازين¬رو در پژوهش حاضر، يك سازه ميان¬مرتبه فولادي با مشخصات معماري پروژه SAC كه در FEMA-355 (2000) نيز ارائه شده انتخاب گرديده كه داراي ارتفاعي متداول (10 طبقه از روي فونداسيون) در ساخت و ساز شهري كشور ايران و خصوصاً شهر تهران و همچنين داراي سيستم باربرجانبي قاب خمشي متوسط مي¬باشد. فرض بر آن بوده كه دو طبقه پايين سازه داراي كاربري تجاري و پاركينگ و طبقات بالاتر به كاربري مسكوني اختصاص دارند. همچنين به دليل بومي¬سازي تحقيق و البته بررسي ضوابط داخلي موجود، با استفاده از آيين¬نامه¬هاي داخلي (نظير مبحث 10 مقررات ملي ويرايش 1392، مبحث 6 مقررات ملي ويرايش 1399 و استاندارد 2800 ويرايش 1394) به منظور مدلسازي سه بعدي و طراحي سازه و مشخص شدن مقاطع ساختمان استفاده شده است. براي انتخاب سناريوي حريق نيز برمبناي حوادث واقعي و بار سوخت و تردد افراد بيشتر در طبقات با كاربري تجاري و درنتيجه احتمال وقوع آتش¬سوزي بيشتر در آن طبقات، فرض شده كه حريق در بخشي از طبقه دوم سازه كه داراي كاربري تجاري و بار سوخت بيشتر است آغاز شده و تدريجاً به دهانه¬هاي مجاور در پلان همان طبقه و سپس به دو طبقه بالاتر (طبقات سوم و چهارم) سرايت نموده اما با گذشت يك ساعت از شروع حريق اطفاء شده است. بدين منظور استانداردهاي مطرح مرتبط با بحث حريق در سازه¬ها و دستورالعمل¬هاي موجود درخصوص تحليل عملكردي سازه¬ها در برابر آتش¬سوزي در مطالعه حاضر بررسي شده و منحني حريق مناسب با كاربري سازه مورد نظر انتخاب و مشخصات حرارتي انواع مصالح و رفتار مكانيكي اعضا در دماهاي بالا استخراج و وارد نرم¬افزار مي¬¬شود. همچنين در بحث زلزله نيز استانداردهاي مطرح جهاني در خصوص زلزله و الزامات لرزه¬اي سازه¬ها، تحليل¬هاي پيشرفته لرزه¬اي، مقايسه ضوابط مندرج در استانداردهاي داخلي با الزامات موجود در استانداردهاي مطرح بين¬المللي در مطالعه حاضر بررسي گرديده و نهايتاً با اعمال ضوابط آيين¬نامه¬اي، تحليل لرزه-اي سازه سه بعدي به روش خطي و غيرخطي براي سازه سالم و همچنين سازه آسيب ديده از حريق با كمك استخراج منحني رفتاري اعضاي آسيب ديده از حريق (با روش فايبر پلاستيك) در نرم¬افزار انجام و خروجي¬هاي لازم استخراج مي¬گردد. در انتها و فصل آخر تحقيق حاضر نيز به بررسي و تحليل و تفسير نتايج و خروجي¬هاي حاصل از نرم افزار و مقايسه رفتار سازه سالم و سازه آسيب ديده از حريق در برابر زلزله با تحليل¬هاي مختلف اختصاص يافته است.

1401/07/30

Seismic Performance-based Assessment for Fire Damage Moment Resisting Frame Steel Structures

7/16/2023 12:00:00 AM

Despite the fact that many regulations have been prepared and compiled to deal with potential accidents, especially earthquakes, but the existing standards have been prepared either for designing healthy structures against earthquakes or for checking the hourly resistance of members against fire, while, on the one hand, considering the classic method in terms of hourly fire resistance for members is done without any structural analysis and it is prescriptive, completely approximate and imprecise. And on the other hand, the method of analyzing and investigating the behavior of fire-damaged structures against earthquakes with different risk levels has not yet been included in the regulations, and the backbone curve of the fire-damaged members has not been presented in any of the authoritative sources. Therefore, the combination of two Fire and earthquake accidents have not been taken into account for the design or improvement of a structure in different standards. This is while there is a need to design special or very important structures against earthquake and fire together, and observations show that many structures are still stable and usable after the fire is extinguished, and as a result, they should be be improved Therefore, in the current research, a steel structure with the medium height and SAC project architectural specifications, which is also presented in FEMA-355 (2000), was chosen, so it has a common height (10 floors from the foundation) in the urban construction of Iran and Especially the city of Tehran and it also has an intermediate bending frame lateral load system. It is assumed that the lower two floors of the structure have commercial and parking use, and the upper floors are reserved for residential use. Also, due to the localization of the research and of course the review of the existing internal regulations, using internal regulations (such as Code 10 of the national regulations (1392 edition), Code 6 of the national regulations (1399 edition) and standard No¬¬_2800 (edition of 1394) for the purpose of three-dimensional modeling, designing of the structure and the sections identification of the building are used. In order to choose the fire scenario based on real incidents, fuel load and traffic of more people in the floors with commercial use and as a result the possibility of fire occurring more in those floors, it is assumed that the fire in the part of the second floor of the structure that has commercial use and more fuel load is started and gradually spread to the adjacent openings in the same floor and then growth to the two higher floors (third and fourth floors), but the fire was extinguished after an hour. For this purpose, the famous and reliable Codes related to the Fire Engineering in structures and the existing guidelines regarding the performance-based analysis of structures in fire condition were examined in the present study, and the appropriate fire curve was selected according to the occupancy of the building and the thermal characteristics of the materials with mechanical behavior of the members are extracted at high temperatures and entered into the software. Also, in the earthquake modeling section of this study, the famous and different global earthquakes standards and seismic requirements of structures, advanced seismic analysis, comparison of the domestic standards criteria with the requirements in the international standards have been examined in the present study, and finally By applying regulations, seismic analysis of three-dimensional structure (linear and non-linear method) for healthy structure as well as damaged structure with the help of fire damaged members backbone curve (using fiber plastic method) in software is executed. Finally, the last chapter of this research is dedicated to the review, analysis and results interpretation of the software and the comparison of the healthy structure behavior with the fire damaged structure in different earthquake levels

سازه فولادي با قاب خمشي متوسط , مشخصات معماري پروژه SAC , منحني حريق , بار سوخت , تحليل خطي استاتيكي معادل در برابر زلزله , تحليل غيرخطي بارافزون (پوش¬اور) در برابر زلزله , تحليل غيرخطي تاريخچه زماني در برابر زلزله , همسان سازي شتابنگاشت ها

Steel structure with intermediate bending frame , SAC project architectural specifications , Fire curve , Fuel load , Linear time history analysis in fire condition , Nonlinear performance-based analysis - Pushover - in fire condition , Nonlinear time history analysis in fire condition , Matching of accelerations

babak hozouri

gholamreza godrati amiri