ارزیابی شکنندگی لرزه‌ای قاب‌های خمشی بتنی ویژه‌ی منظم و نامنظم با لحاظ اثر غیرخطی چشمه‌ی اتصال و اندرکنش خاک-فونداسیون-سازه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

2 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

ارزیابی دقیق شکنندگی لرزه‌ای قاب‌های خمشی بتن‌آرمه‌ی ویژه مستلزم در نظر گرفتن عوامل موثر بر پاسخ غیرخطی سازه‌ها است. در پژوهش حاضر، یک چارچوب یکپارچه برای ارزیابی شکنندگی این قاب‌ها ارائه شده است که اثرات اندرکنش خاک-فونداسیون-سازه، رفتار غیرخطی چشمه‌ی اتصال تیر به ستون، طول دهانه‌ی قاب، نوع و محل قرارگیری نامنظمی‌های سازه‌ای در ارتفاع به صورت همزمان در نظر گرفته می‌شوند. سازه‌های پنج طبقه بر اساس ضوابط لرزه‌ای آیین‌نامه‌های ایران و ACI 318-19 طراحی و در نرم‌افزار OpenSees مدل‌سازی شده‌اند. ارزیابی عملکرد لرزه‌ای با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی و مجموعه‌ای از شتاب‌نگاشت‌های حوزه‌ی دور از گسل دستورالعمل FEMA P695 انجام شده و حداکثر تغییرمکان نسبی بین طبقه‌ای به‌عنوان تقاضای لرزه‌ای در نظر گرفته شده است. در ادامه، منحنی‌های شکنندگی برای چهار سطح عملکرد استخراج گردیده‌اند. نتایج به‌دست آمده نشان داد که نامنظمی سختی جانبی در طبقه‌ی اول، در هر دو پیکربندی قاب، بیشترین اثر نامطلوب را بر شکنندگی لرزه‌ای سازه دارد. همچنین، درقاب‌های با دهانه‌ی کوتاه، تمرکز جرم در طبقه‌ی اول و در قاب‌های با دهانه‌ی بلند، تمرکز جرم در طبقه‌ی سوم، موجب افزایش آسیب‌پذیری لرزه‌ای شد. بر این اساس، ملاحظه شد که اثر نوع و محل وقوع نامنظمی‌ها به مشخصات هندسی قاب وابسته است و این وابستگی در حضور اندرکنش خاک-فونداسیون-سازه و رفتار غیرخطی چشمه‌ی اتصال تیر به ستون افزایش می‌یابد. نادیده گرفتن این عوامل در ارزیابی شکنندگی قاب‌های خمشی بتن‌آرمه‌ی ویژه با الگوهای مختلف نامنظمی می‌تواند به برآورد نادرستی از آسیب‌پذیری لرزه‌ای سازه منجر شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Seismic Fragility Assessment of Regular and Irregular Special RC Moment-resisting Frames Considering Nonlinear Joint Panel Effect and Soil-Foundation-Structure Interaction

نویسندگان [English]

  • Maryam Zare Aghbolagh 1
  • Hamed Rahman Shokrgozar 2
  • Vahid Akrami 2
1 Ph.D. Student, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Mo-haghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
چکیده [English]

Accurate assessment of the seismic fragility of special reinforced concrete (RC) moment-resisting frames requires consideration of the factors influencing the nonlinear response of the structure. In the present study, a novel and unified framework for assessing the seismic fragility of such frames is developed, in which the effects of soil-foundation-structure-interaction (SFSI), nonlinear beam-to-column joint behavior, span length, and the type and vertical location of structural irregularities are simultaneously considered. For this purpose, five-story structures were designed in accordance with the seismic provisions of the Iranian codes and ACI 318-19, and the finite-element models were developed using OpenSees. Seismic performance was evaluated through incremental dynamic analysis using a suite of far-field ground-motion records selected in accordance with FEMA-P695. The maximum interstory drift ratio was adopted as the engineering demand parameter, and the fragility curves were developed based on four seismic performance levels. The results showed that lateral stiffness irregularity in the first-story had the most adverse effect on the seismic fragility of structures in both configurations. In addition, mass concentration at the first-story in short-span frames and at the third-story in long-span frames increased seismic vulnerability. Accordingly, it was observed that the effects of the type and location of irregularities depend on the geometric characteristics of the frame, and this dependency becomes more pronounced in the presence of SFSI and nonlinear beam-to-column joint behavior. Therefore, neglecting these factors in the seismic fragility assessment of special RC moment-resisting frames with various irregularity patterns may lead to inaccurate estimates of structural seismic vulnerability.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Special Reinforced Concrete Moment-Resisting Frames
  • Beam-to-Column Joint
  • Soil-Foundation-Structure Interaction
  • Incremental Dynamic Analysis
  • Fragility Curve
CAPTCHA Image