مقایسه‌ی عملکرد لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی طراحی شده به روش پلاستیک مبتنی برعملکرد و روش نیرویی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

چکیده

در سال‌های اخیر، روش طراحی پلاستیک مبتنی بر عملکرد (PBPD) به عنوان یک رویکرد کارآمد در دستیابی اهداف طراحی لرزه‌ای مورد توجه قرار گرفته است. این روش عمدتاً بر کنترل دریفت به عنوان هدف عملکردی اصلی تمرکز دارد و پارامترهای دیگر نظیر دریفت پسماند و شتاب مطلق طبقات به طور مستقیم در روند طراحی در نظر گرفته نمی‌شود. از آنجایی که در ارزیابی عملکرد لرزه‌ای سازه‌ها، توجه به تغییرشکل‌های پسماند، نحوه‌ی تشکیل مکانیزم تسلیم و شتاب مطلق طبقات نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، این مطالعه به بررسی عملکرد لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی (MRF) طراحی شده با روشPBPD با در نظر گرفتن این پاسخ‌ها علاوه بر دریفت و مقایسه آن با روش طراحی مبتنی بر نیرو (FBD) می‌پردازد. برای این منظور، سه قاب خمشی فولادی با ارتفاع‌های ۴، ۸ و ۱۲ طبقه به دو روش PBPD و FBD طراحی شده و عملکرد لرزه‌ای قاب‌های خمشی طراحی‌شده با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی در دو سطح لرزه‌ای زلزله‌ی طراحی (DBE) و حداکثر زلزله‌ی محتمل (MCE) ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد که در قاب‌های PBPD دریفت در هر دو سطح لرزه‌ای DBE و MCE برآورده شده است. درحالیکه قاب‌هایFBD در برخی طبقات نتوانستند در کنترل معیار دریفت موفق عمل کنند. همچنین، روشPBPD عملکرد بهتری در تحقق دریفت پسماند و مکانیزم تسلیم از پیش تعیین‌شده در هر دو سطح لرزه‌ای ارائه می‌دهد. مقایسه وزن قاب‌های خمشی نشان می‌دهد که قاب‌های طراحی‌شده به روش PBPD نسبت به روشFBD، در حدود ۲۱ تا ۲۹ درصد افزایش وزن دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of Seismic Performance of Steel Moment Frames Designed by PBPD and FBD Methods

نویسندگان [English]

  • Nayereh Fathiazar
  • Mohtasham Mohebbi
  • Kazem Shakeri
  • Vahid Jahangiri
Department of Civil Engineering, Faculty of Engi-neering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

In recent years, performance-based plastic design (PBPD) has gained attention as an efficient approach to achieving seismic design objectives. However, this method mainly focuses on drift control as the primary performance objective, and the other parameters, such as residual drift and peak floor acceleration, is not directly considered in the design process. Given that residual drifts, the formation of yield mechanisms, and peak floor acceleration are of particular importance in the seismic performance evaluation of structures, this study investigates the seismic performance of steel Moment-Resisting Frames (MRFs) designed using the PBPD method, considering these responses in addition to drift, and compares the results with those designed using the Force-Based Design (FBD) method. To this end, three steel moment-resisting frames with 4, 8, and 12 stories were designed using both PBPD and FBD methods, and the seismic performance of the designed frames was evaluated through nonlinear dynamic analysis at two seismic levels: Design Basis Earthquake (DBE) and Maximum Considered Earthquake (MCE). The results indicate that in PBPD frames, the drift criterion was satisfied at both DBE and MCE levels, whereas FBD frames failed to adequately control drift at certain stories. Furthermore, the PBPD method demonstrates superior performance in achieving the residual drift and predetermined yield mechanisms at both seismic levels. A comparison of frame weights reveals that frames designed using the PBPD method exhibit a weight increase ranging from approximately 21 to 29 percent compared to those designed using the FBD method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Performance-based plastic design
  • Perfprmance-based design
  • Force-based design
  • Seismic performance assessment
  • Steel moment frames
CAPTCHA Image