25180

ارزيابي اثر پارامتر شكل‌پذيري بر رفتار لرزه‌اي عملكردي قاب‌هاي فولادي خمشي مجهز به جداسازهاي لرزه اي

دكتري تخصصي

مهندسي عمران

1394

1400/4/15

غلامرضا قدرتي اميري

مهندسي عمران

هدف اصلي اين پژوهش، بررسي اثر پارامتر شكل‌پذيري بر رفتار لرزه‌اي عملكردي قاب‌هاي فولادي خمشي مجهز به جداسازهاي لرزه اي است. براي رسيدن به اين هدف، ابتدا 24 مدل سه بعدي شامل ساختمان‌هاي 3 و 9 طبقه‌ي جداسازي شده و پايه ثابت، با ظرفيت‌هاي شكل‌پذيري معمولي (OMF)، متوسط (IMF) و ويژه (SMF)، هر يك با دو نوع اتصال گيردار تير با مقطع كاهش يافته (RBS) و اتصال مستقيم تير به ستون (WUF-W) ، بر اساس حداقل‌هاي آيين‌نامه‌هاي ASCE/SEI7-2016 و AISC360-16 طراحي شد. سپس مدل سه بعدي اين ساختمان‌ها در نرم‌افزار OpenSees ايجاد گرديد. در اين پژوهش جداسازهاي الاستومري هسته سربي (LRB) موردتوجه قرارگرفته است. از دو روش تحليل تاريخچه زماني غيرخطي (NTHA) و ديناميكي افزايشي (IDA) جهت ارزيابي ساختمان‌ها استفاده شد. تحليل تاريخچه زماني غيرخطي با استفاده از بيست جفت شتابنگاشت زلزله¬ي مقياس شده به دو سناريوي لرزه‌اي 2475 و 475 ساله انجام شد و پاسخ‌هاي مختلف از جمله تغييرمكان نسبي بين طبقات، شتاب مطلق طبقات، برش طبقات و حداكثر جابجايي و جابجايي پسماند سيستم جداسازي محاسبه و ميانگين و صدك 84 ام حداكثر پاسخ‌ها بدست آورده شد. سپس با انجام تحليل IDA مقادير حاشيه ايمني فروريزش (CMR) هر يك از مدل‌ها محاسبه شد. مقادير حاشيه ايمني فروريزش اصلاح شده (ACMR) با مقادير مجاز استاندارد FEMA-P695 مقايسه شد. نتايج نشان مي‌دهد كه روسازه با شكل‌پذيري ويژه مقادير حداكثر شتاب و برش طبقات را نسبت به دو شكل‌پذيري متوسط و معمولي، كاهش داده است. همچنين اختلاف 80 درصدي تغييرمكان نسبي بين طبقات براي دو شكل‌پذيري معمولي و ويژه قابل‌مشاهده است. به علاوه، دو شكل‌پذيري متوسط و ويژه عملكرد فروريزشي مناسبي از خود نشان داده و مقادير ACMR آن‌ها بيش از مقدار مجاز استاندارد، براي حالات جداسازي و پايه ثابت 3 طبقه، و پايه ثابت 9 طبقه، حاصل شد. اما در شكل‌پذيري معمولي درتمام ساختمان‌ها، و شكل‌پذيري متوسط در ساختمان جداسازي شده 9 طبقه مقدار محاسباتي ACMR از مقدار مجاز كمتر بدست آمد و عملكرد فروريزشي غيرقابل‌قبولي براي اين ساختمان‌ها نشان داده شد. در نتيجه ضوابط استاندارد ASCE/SEI 7-2016 براي روسازه هايي كه عملكرد فروريزشي قابل‌قبولي نداشتند مناسب نبوده و بايد الزامات سخت‌گيرانه‌تر شامل كاهش ضريب رفتار و افزايش حداكثر جابجايي سيستم جداسازي در مرحله طراحي براي آن‌ها در نظر گرفته شود.

1400/06/13

Evaluating Effect of Ductility of Superstructure on Seismic Performance of Base-Isolated Steel Moment-Resisting Frames

7/6/2022 12:00:00 AM

In this study, effects of ductility level and connection type on seismic responses of fixed-base and base-isolated buildings with steel moment-resisting frames are evaluated. In a comparative assessment of responses, a set of twenty-four models is seismically designed, including 3- and 9-story base-isolated and conventional buildings, with ordinary (OMF), intermediate (IMF), and special (SMF) levels of ductility. Each model presents two types of connections, including WUF-W and RBS. Three-dimensional models for all buildings are created in OpenSees software, and seismic responses are assessed for two earthquake scenarios. Seismic responses of buildings, such as peak floor acceleration, peak floor shear force, peak story drift, and residual and maximum displacement of isolators are calculated and analyzed. Also, Incremental Dynamic Analysis (IDA) was conducted for the models according to FEMA-P695 procedure. The adjusted collaps margin ratio (ACMR) of the buildings were computed and compared with the allowable standard value. The results indicate that the ductility levels and connection types significantly affect seismic responses of base-isolated and fixed-based buildings. The RBS connection reduces the peak drift demands compared to the WUF-W connection, and the difference increases with the increment of building’s height. The SMF superstructure decreases the peak floor acceleration and peak shear force compared to the IMF and OMF ones. Moreover, the peak floor drift ratio of the OMF superstructures is larger than the IMF and SMF in base-isolated buildings. The maximum difference is computed by about 80% between the OMF and SMF superstructures. Also, the OMF and IMF superstructures do not show proper seismic collapse performance in base-isolated buildings and should be designed for more stringent requirements.

جداسازي لرزه اي , ظرفيت شكل پذيري , تحليل تاريخچه زماني غيرخطي , جداساز الاستومري هسته سربي , تحليل ديناميكي افزايشي

Base Isolation , Level of Ductility , Nonlinear Time History Analysis , Lead Rubber Bearing , Incremental Dynamic Analysis