Skip to main content
SUPERVISOR
AmirMehdi Halabian
امیرمهدی حلبیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Emami
علیرضا امامی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384
The effect of foundation flexibility is generally ignored in seismic design of building structures. The design is commonly carried out on the results of static/dynamic analysis considering fixed-base condition. But for building frames are embedded on soft soil, this assumption is not reasonable and seismic responses resulting idealized model are not identical with responses of realistic model. The main objective of this research is to evaluate the effect of foundation flexibility on ductility demand of reinforced concrete frame structures. To achieve this goal a set of generic frame models with 5 story, 10 story and 20 story height are used to evaluate seismic responses of R/C frame buildings. The generic models are idealized as 3D frames using beam and column elements. The nonlinear behavior of beam elements is modeled by means of moment-curvature theory. Also in column elements, multi-axial spring model based on material stress-strain relation, called “fiber model”, is used to represent the interaction among tension/compression axial force and biaxial bending. The effect of foundation flexibility is considered by substructure method implementing the concept of impedance functions of foundation. So spring-damper supports are used to represent soil dynamic stiffness. The story ductility demand is determined as the ratio of ultimate inter-story drift to yielding inter-story drift. Nonlinear time history analysis (NTH) is carried out to evaluate ultimate inter-story drift. To achieve this goal, the foundation-structure system is subjected to a set of ground motions. The set consists of “ordinary” and “near fault” ground motions. Moreover, nonlinear static pushover analysis () is carried out to achieve yielding inter-story drift. The load pattern is defined by lateral forces back-calculated by response spectrum analysis (RSA) of the structure, assumed to be linearly elastic. The results indicate that soil-structure interaction mostly increases the ductility demand of these types of structures. Consequently, it is necessary to consider foundation flexibility effects in structural design of such building frames. Also results demonstrate that story ductility demand distribution over the height of the structure, significantly differs among the various generic models and maximum ductility demand occurs in different stories. Comparison among 1D excitation and 2D excitation of the generic models indicates that storey ductility demand of the structure increases in generic models with 2D excitation. This increment considerably depends on natural period, lateral strength of the structure and frequency content of the near fault ground motions.
در طرح لرزه ای سازه ها, معمولاًً از تاثیر انعطاف پذیری فونداسیون چشم پوشی می شود. به این ترتیب در اغلب موارد, طراحی بر اساس نتایج آنالیز استاتیکی و یا دینامیکی سازه و با فرض تکیه گاه ثابت انجام می گیرد. اما در صورتیکه سازه بر روی بستری از خاک نرم قرار گرفته باشد, استفاده از فرض مذکور منطقی نیست و نتایج حاصل از پاسخ مدل ایده آل با واقعیت مطابقت و همخوانی ندارد. هدف اصلی از این تحقیق ارزیابی تاثیر انعطاف پذیری فونداسیون بر شکل پذیری مورد نیاز سازه های قابی شکل بتن آرمه می باشد. برای دست یابی به این هدف, مجموعه ای از مدل های ژنریک 5 ,10 و20 طبقه به منظور بررسی پاسخ قاب های ساختمانی بتن آرمه مورد استفاده قرار گرفته اند. مدل های ژنریک مذکور به صورت قاب های سه بعدی و با به کارگیری المان های تیر و ستون ایده آل گردیده اند. در این مدل ها, رفتار غیر خطی در عضو خمشی تیر با استفاده از تئوری لنگر-انحناء و در عضو ستون به وسیله المان های الیافی مدلسازی شده است. در مدل المان های الیافی از فنر های محوری چندگانه که مبتنی بر منحنی تنش-کرنش پایه مصالح می باشند, استفاده می شود که به این ترتیب, اندرکنش بین نیروی محوری و خمش دو جهتی مد نظر قرار می گیرد. همچنین اثر انعطاف پذیری فونداسیون با استفاده از روش زیرسازه و به کارگیری توابع امپدانس, لحاظ شده است. در این راستا, سختی و میرایی دینامیکی خاک با استفاده از المان های فنر و میراگر ایده آل گردیده است. در مدل های ژنریک, شکل پذیری مورد نیاز طبقات به صورت جابجایی نسبی نهایی طبقات, نسبت به جابجایی نسبی نظیر تسلیم تعریف می شود. به منظور تعیین جابجایی نهایی طبقات, تحلیل غیر خطی تاریخچه زمانی بر روی مدل های ژنریک انجام می شود. در تحلیل مذکور, تحریک سیستم سازه-فونداسیون به وسیله مجموعه ای از رکورد های زلزله صورت گرفته است که شامل حرکات عادی زمین و تحریک های نزدیک به گسل می باشد. همچنین به منظور محاسبه جابجایی نسبی نظیر تسلیم طبقات, تحلیل غیرخطی استاتیکی به کار می رود. الگوی بار جانبی مورد استفاده در این تحلیل, از آنالیز الاستیک خطی طیف پاسخ, به دست آمده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که تاثیر اندرکنش خاک و سازه در اغلب موارد, نیاز شکل پذیری طبقات را در قاب های خمشی بتن آرمه افزایش می دهد. در نتیجه, در نظر گرفتن تاثیر انعطاف پذیری فونداسیون در طراحی این گونه سازه ها, ضروری به نظر می رسد. دیگر نتایج این تحقیق نشان می دهد که توزیع نیاز شکل پذیری در ارتفاع سازه در بین مدل های ژنریک مختلف, بسیار متفاوت می باشد و بیشینه مقدار آن نیز, در طبقات مختلف رخ می دهد. همچنین مقایسه نتایج تحریک یک بعدی و دو بعدی مدل های ژنریک این نتیجه را به دست می دهد که نیاز شکل پذیری سازه تحت اثر تحریک دو بعدی افزایش می یابد. البته میزان این افزایش بسته به پریود طبیعی سازه, مقاومت آن در برابر بار جانبی و محتوی فرکانسی تحریک های نزدیک به گسل متفاوت می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی