Skip to main content
SUPERVISOR
AmirMehdi Halabian
امیرمهدی حلبیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Yasser Khademi
یاسر خادمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Evaluation of Strength Reduction Factors for Reinforced Concrete Buildings with Varying Load Resistant Systems along the Height
This study aims to investigate the effects of vertically irregular stiffness on the strength reduction coefficient of analytical reinforced concrete models. To demonstrate a combination of vertical resistant systems, a set of moment frames and concrete shear walls that are regular in the plans of the entire stories are provided. The building models were 3D reinforced concrete frames. The models were designed with 8, 12, 16 and 20 stories, which is an acceptable range for the height of moment frame buildings with shear walls. Possible situations were incorporated into the development of the models. Hence, a parameter was employed to combine height resistant systems. Based on regulations, the parameter was defined as the ratio of the main period of the structure to the main period of the top part. After the frames were designed, analytical models were developed in Perform-3D while considering the nonlinear behavior of the components. Moreover, the fiber element method was adopted for reinforced concrete beams and columns, in which the nonlinear behavior distribution was made ideal along the components. The shear wall was modeled using panel elements. In the fiber element model, multiple axial springs that function based on the materials’ main stress-strain curve were employed to consider the interaction between two-directional axial and bending loads. In the models, the strength reduction coefficient was defined as the ratio of the basic elastic shear to the basic yield shear of the structure. To this end, reviewing the calculation methods of strength reduction coefficient, incremental dynamic analysis (IDA) was selected and applied. To apply IDA, capacity curve idealization methods were used to obtain the total yield displacement and story yield displacements. The results indicated that combining lateral resistant systems in model heights could reduce the total strength reduction coefficient by up to 30%. Moreover, it was observed that the structural ductility distributions of irregular models were considerably different. Applying irregularity to top stories dramatically raised the ductility of top stories. However, the ductility rise could vary, depending on the main period, lateral load strength, and earthquake excitation frequency content. Keywords : Vertical Combined Resistant Systems, Reinforced Concrete Structures, Coefficient of Strength Reduction, Incremental Dynamic Analysis, Capacity Curve Idealization Methods
در این تحقیق سعی بر آن بوده است تا تأثیر نامنظمی سختی در ارتفاع سازه بر ضریب کاهش مقاومت مدل‌های تحلیلی بتن‌آرمه، موردبررسی قرار گیرد. برای نشان دادن ترکیب سیستم‌های مقاوم در ارتفاع، مجموعه­ای از قاب­های خمشی و دیوار برشی بتنی ارائه ­شد که در پلان همه‌ی طبقات منظم محسوب می­شوند. مدل­های ساختمانی موردنظر، قاب بتن ­ آرمه سه‌بعدی هستند. مدل‌های نمونه موردبحث به‌صورت 8 ، 12، 16 و 20 طبقه طراحی شدند که یک محدوده قابل‌قبول برای ارتفاع ساختمان‌های قاب خمشی دوگانه با دیوار برشی بتن‌آرمه است. برای توسعه مدل­های نمونه سعی شد، حالت­های محتمل در نظر گرفته شود در همین راستا پارامتری را برای ترکیب سیستم‌های مقاوم در ارتفاع سازه در نظر می­گرفته شد. پارامتر موردنظر را با توجه به آیین‌نامه موردنظر به نسبت زمان تناوب اصلی کل سازه به زمان تناوب اصلی قسمت فوقانی سازه، ? ، تعریف شد. پس از طراحی قاب­ها، مدل­های تحلیلی نمونه در نرم‌افزار Perform-3D و با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی اعضاء توسعه داده شد. در مورد تیرها و ستون­های بتن‌آرمه نیز روش المان‌های الیافی به کار بسته شد که در آن توزیع رفتار غیرخطی در طول اعضا ایده‌آل گردید و همچنین مدل­سازی دیوار برشی با استفاده از المان پانل مدل‌سازی شد. در مدل المان‌های الیافی از فنرهای محوری چندگانه که مبتنی بر منحنی تنش-کرنش پایه مصالح می‌باشند، استفاده می‌شود که به‌این‌ترتیب، اندرکنش بین نیروی محوری و خمش دو جهتی مدنظر قرار می‌گیرد. در مدل‌های نمونه، ضریب کاهش مقاومت به‌صورت برش پایه الاستیک سازه، نسبت به برش پایه متناظر با تسلیم سازه تعریف می‌شود. برای دست‌یابی به این هدف، با بررسی روش‌های محاسبه ضریب کاهش مقاومت، از میان روش‌های موجود روش تحلیل دینامیکی افزاینده (IDA) انتخاب و به کار گرفته شد. به‌منظور استفاده از این تحلیل، روش‌های ایده‌آل سازی منحنی ظرفیت برای دستیابی به جابه‌جایی تسلیم کل و طبقات سازه استفاده شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که تأثیر ترکیب سیستم‌های مقاوم جانبی در ارتفاع مدل‌های نمونه ضریب کاهش مقاومت کل سازه را کاهش می‌دهد. دیگر نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که توزیع شکل‌پذیری سازه در بین مدل‌های نمونه نامنظم، بسیار متفاوت می‌باشد و با اعمال نامنظمی در طبقات بالایی، مقدار شکل‌پذیری طبقات بالایی افزایش شدیدی پیدا می­کند. البته میزان این افزایش بسته به پریود طبیعی سازه، مقاومت آن در برابر بار جانبی و محتوی فرکانسی تحریک‌های زلزله متفاوت می‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی