بررسی عملکرد لرزه ای قاب های بتن مسلح مقاوم سازی شده با مهاربندهای کمانش ناپذیر تحت حرکات نزدیک گسل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد سازه، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر.

2 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم.

چکیده

رکوردهای حاصل از زلزله های حوزه نزدیک به علت نزدیکی فاصله محل منبع انتشار موج دارای خواص ویژه ای می باشند که رفتار آنها را از سایر رکوردها متفاوت می سازد. مهمترین مشخصه این زلزله ها وجود یک دامنه پالس مانند در ابتدای رکورد می باشد که محتوی انرژی بالایی دارد. استفاده از میراگرهای هیسترتیک روشی موثر برای جذب میزان زیادی از این انرژی می باشد. در این مقاله با کمک تحلیل دینامیکی غیر خطی و با استفاده از نرم افزار PERFORM 3D ، با اضافه نمودن مهاربندهای کمانش ناپذیر با پیکربندهای مختلف به قاب های خمشی دو بعدی 4 و 8 طبقه بتنی با شکل پذیری متوسط ، عملکرد لرزه ای قاب های خمشی و مقاوم سازی شده توسط مهاربندهای کمانش ناپذیر تحت هفت زلزله حوزه نزدیک مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. در این مطالعه بر اساس نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی غیر خطی مدل های مورد مطالعه، مقادیر جابجایی و تغییر مکان نسبی طبقات و همچنین انرژی تلف شده توسط مهاربندهای کمانش ناپذیر محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد بکارگیری مهاربندهای کمانش ناپذیر ضمن بهبود عملکرد قاب ها تأثیر بسزایی در کاهش جابجایی و تغییر مکان نسبی طبقات و همچنین افزایش جذب انرژی لرزه ای دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Seismic Performance of Reinforced Concrete Frames Retrofitted with Buckling-Restrained Brace Under Near-Fault Earthquakes

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Valipour 1
  • Beytollah Badarloo 2
1 M.Sc. Graduated in Structural Engineering, Faculty of Engineering, Islamic Azad University Islamshahr Branch.
2 Assistant Professor, Faculty of Engineering and Technology, Qom University of Technology.
چکیده [English]

Records of near-field earthquakes due to the closely location of the source wave propagation has special properties That their behavior makes them more different than other records. The most important characteristic of these earthquakes, is a pulse amplitude at the beginning of the record Which has a high energy content. The use of Hysteresis dampers is an effective way to attract a large proportion of this energy. In this paper, according to nonlinear dynamic analysis and using PERFORM 3D software, by adding Buckling Restrained Braces (BRB ) with different configurations to the 4 and 8 story 2D Concrete frames with medium ductility, The seismic performance of Moment-Resisting Frames and retrofitted by Buckling Restrained Braces under seven near-field earthquakes have been measured and compared. According to Nonlinear Dynamic Analysis, The level of story displacement, interstory drift and dissipated energy by buckling restrained braces have been Provided. The results indicate the Buckling Restrained Braces have good performance in absorbing energy and the reduction of story displacement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Buckling-Restrained Brace
  • Reinforced Concrete Frame
  • Near- Fault Earthquake
  • Nonlinear Dynamic Analysis
  • Retrofitting

[1] Chopra, A. K., & Chintanapakdee, C. (2001). “Comparing response of SDF systems to near‐fault and far‐fault earthquake motions in the context of spectral regions”, Earthquake engineering & structural dynamics30(12), 1769-1789.

[2] Uang CM, Nakashima M. Steel buckling-restrained frames, in Earthquake Engineering: Recent Advances and Applications, Chapter 16, Y. Bozorgnia and V.V. Bertero, Eds, CRC Press, Publication Pending.

[3] Mahrenholtz, C., Lin, P. C., Wu, A. C., Tsai, K. C., Hwang, S. J., Lin, R. Y., & Bhayusukma, M. Y. (2015). “Retrofit of reinforced concrete frames with buckling‐restrained braces”, Earthquake Engineering & Structural Dynamics44(1), 59-78.

[4] Black, C., Makris, N., & Aiken, I. (2002). “Component testing, stability analysis and characterization of buckling-restrained braces, Pacific Earthquake Engineering Research Center”, University of California, Berkeley CA, Report No. PEER-2002/08.

[5] Zsarnóczay, Á. (2012). “Seismic performance evaluation of buckling restrained braces and frame structures”, In Proceedings of the 9th fib International PhD Symposium in Civil Engineering: Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 195-200.

[6] Prinz, G. S. (2010). Using buckling-restrained braces in eccentric configurations. Brigham Young University.

[7] Zhao, J., Wu, B., & Ou, J. (2012). “Effect of brace end rotation on the global buckling behavior of pin-connected buckling-restrained braces with end collars”, Engineering Structures40, 240-253.

[8] Watanabe, A., Hitomi, Y., Saeki, E., Wada, A., & Fujimoto, M. (1988). “Properties of brace encased in buckling-restraining concrete and steel tube”, In Proceedings of ninth world conference on earthquake engineering, 4, 719-724.

[9] Chen, C. C., Wang, C. H., & Hwang, T. C. (2001). “Buckling strength of buckling inhibited braces”, In Proc. 3rd Japan–Korea–Taiwan Joint Seminar on Earthquake Engineering for Building Structures, 265-271.

[10] Powell, S. (2002). Personal communication, Park City, UT. Star Seismic LLC.

[11] Yoshino, T., & Karino, Y. (1971). “Experimental study on shear wall with braces: Part 2”, In Summaries of technical paper s of annual meeting, 11, 403-404.

[12] Wakabayashi, M., Nakamura, T., Katagihara, A., Yogoyama, H., & Morisono, T. (1973). “Experimental study on the elastoplastic behavior of braces enclosed by precast concrete panels under horizontal cyclic loading (Parts 1 &2)”, In Summaries of technical papers of annual meeting, 10, 1041-1044.

[13] Wakabayashi, M., Nakamura, T., Katagihara, A., Yogoyama, H., & Morisono, T. (1973). “Experimental study on the elastoplastic behavior of braces enclosed by precast concrete panels under horizontal cyclic loading (Parts 1 &2)”, In Summaries of technical papers of annual meeting, 6, 121-128.

[14] Tremblay, R., Degrange, G., & Blouin, J. (1999). “Seismic rehabilitation of a four-story building with a stiffened bracing system”, In Proc. 8th Can. Conf. on Earthquake Engineering, 549-554.

[15] Kersting, R. A., Fahnestock, L. A., & López, W. A. (2015). “Seismic Design of Steel Buckling-Restrained Braced Frames”, NIST GCR, 15-917.

[16] Wada, A., & Nakashima, M. (2004). “From infancy to maturity of buckling restrained braces research”, In Proceedings of the 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canada.

[17] Tsionis, G., Apostolska, R., & Taucer, F. (2014). “Seismic strengthening of RC buildings”, JRC Science and Policy Reports. doi10, 138156.

[18] Zhang, J., Wu, B., Mei, Y., & Shing, P. B. (2015). “Experimental and Analytical Studies on a Reinforced Concrete Frame Retrofitted with Buckling-Restrained Brace and Steel Caging”, Advances in Structural Engineering18(2), 155-171.

[19] Qu, Z., Xie, J. Z., & Wang, T. (2015). “Experimental tests of reinforced concrete frame subassemblies with buckling restrained braces in double-K configuration”, In Proc. 6th International Conference on Advances in Experimental Structural Engineering, UIUC, US.

[20] Palazzo, G. L., Martín, P., Calderón, F., Roldán, V., & López-Almansa, F. (2015). “Numerical Study of the Seismic Efficiency of Buckling-Restrained Braces for Near and Far-Fault Inputs”, The Open Civil Engineering Journal9, 281-294.

[21] آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد 2800). (1392). ویرایش چهارم، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، وزارت راه و شهرسازی.

[22] http://ngawest2.berkeley.edu/spectras/44729/searches/new

[23] FEMA, P. (2000). Commentary for the seismic rehabilitation of buildings. FEMA-356, Federal Emergency Management Agency, Washington, DC.

[24] Moehle, J., Bozorgnia, Y., Jayaram, N., Jones, P., Rahnama, M., Shome, N., & Zareian, F. (2011). Case studies of the seismic performance of tall buildings designed by alternative means. Pacific Earthquake Engineering Research Center College of Engineering University of California, Berkeley PEER Report5.

[25] Seismic, A. I. S. C. (2010). Seismic Provisions for Structural Steel Buildings,(ANSI/AISC 341-10).

[26] دستورالعمل بهسازی ساختمان‌های موجود، نشریه 360. (1392). معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور، معاونت نظارت راهبردی امور نظام فنی.

CAPTCHA Image