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

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1387

TITLE

Fragility Assessment of RC High-Rise Buildings with Core Wall System Based on Spatial Distribution of Engineering Demand Parameters Considering Bi-direction Seismic Excitation Effects
In the seismic design of new structures, lack of prior knowledge about the direction of seismic excitation has become a central issue for most designers. Most of studies which examined the influence of incidence angles of bi-direction ground excitations were focused on the estimation of engineering demand parameters (EDPs) only along two orthogonal axes varying ground motion orientations. However, variations of the EDPs have not been assessed in a desired horizontal angular distance from a reference direction which could be different than the incident angle. The current study aims to assess the issue introducing spatial distribution of ductility and damage index (DI) induced to multi-storey RC structures due to incidence dependent bi-direction ground excitation. The concept of 3-D archetypical frames is employed to represent short-to-medium-rise RC buildings. Several pushover and nonlinear response history analyses are conducted using two sets of ground motions justify; LINE-HEIGHT: normal; TEXT-INDENT: 0in; MARGIN: 0in 0in 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr" Key Word Directionality; Ductility; Damage Index; Pushover; Tall Building; Collapse Margin;
در طرح لرزه ای سازه ها عدم اطلاع کافی از موقعیت حرکت زمین نسبت به سازه، یک چالش اساسی برای مهندسین زلزله به شمار می آید و در نتیجه این بحث مهم مطرح می شود که حرکت زمین با چه وضعیتی نسبت به سازه باید اعمال شود. اگرچه مطالعات انجام شده در این زمینه گسترده است، اما اغلب آنها تنها به محاسبه پارامترهای نیاز مهندسی در راستای محورهای سازه ای یعنی x-y تحت سناریوهای متفاوت از موقعیت تحریک پرداخته اند. با این وجود، ارزیابی نیازهای لرزه ای در امتداد یک راستای دلخواه از پلان سازه که ممکن است متفاوت با زاویه حرکت زمین باشد، مورد توجه قرار نگرفته است. به علاوه، به تاثیر این پدیده بر توزیع پارامترهای تقاضا در ارتفاع سازه ها کمتر پرداخته شده است. از این رو، در این رساله سعی بر آن است تا با توسعه مفهوم مکانی شکل پذیری و شاخص خسارت در ساختمان های سه بعدی بتن آرمه تحت تحریک دوجهتی به چالش های فوق پاسخ داده شود. برای دست یابی به این اهداف، از ایده قاب های خمشی نمونه برای مدل سازی رفتار ساختما ن های با ارتفاع کم و متوسط استفاده می گردد. روش برخورد با مسئله مبتنی بر انجام تحلیل های غیرخطی استاتیکی و دینامیکی با به کار بستن مجموعه ای از رخدادهای لرزه ای است که در دو کلاس جداگانه، شامل حرکات نزدیک و دور از گسل، طبقه بندی می شوند. نتایج این مطالعه جامع و پارامتریک، ارزیابی پارامترهای نیاز در راستای محورهای دوران یافته است که با انجام آنالیز رگرسیون بر آنها مقدار بحرانی نیاز لرزه ای پیش بینی می گردد. هم چنین، روابطی ارائه خواهند شد که بر اساس آنها می توان مقدار بحرانی شکل پذیری و شاخص خسارت را (که همیشه در راستای محورهای x-y رخ نمی دهند) با در دست داشتن نتایج نظیر در راستای محورهای x-y ارزیابی نمود. در ادامه و به عنوان کاربردی دیگر، توزیع مکانی نیازهای لرزه ای در یک سازه بلند بتن آرمه با سیستم دوگانه (متشکل از هسته مرکزی هم بسته به همراه قاب خمشی ویژه) بررسی می گردد که در اصطلاح Building 2-B نام دارد. نتایج حاصل شده نشان می دهد که ناپایداری دینامیکی سازه های بلند در اثر تشدید شاخص خسارت در طبقات تحتانی رخ می دهد و بنابراین توصیه می گردد که فلسفه کنترل شاخص خسارت بر مبنای شکل پذیری به عنوان معیار پذیرش عملکرد در آیین نامه های جایگزین طراحی به کار گرفته شود. در گام بعدی ارزیابی عمکرد لرزه ای در Building 2-B بر مبنای آنالیز دینامیکی افزاینده (IDA) مورد توجه قرار داده می شود. توزیع سه بعدی پارامترهای تقاضا، هم زمان با دوران و مقیاس گام به گام مولفه های شتاب نگاشت، پتانسیل فروریزش سازه در امتداد راستاهای دیگر به جز محورهای x-y را به اثبات می رساند. این موضوع نشان می دهد که آنالیزهای متداول شکنندگی که در سازه های بلند اغلب با استفاده از مدل های دوبعدی صورت می گیرد، در خلاف جهت اطمینان است. با معیار قرار دادن شاخص جابجایی و شکل پذیری در تعریف منحنی های شکنندگی چنین استنباط می شود که ظرفیت فروریزش سازه تحت حرکات دور از گسل به مراتب کمتر از ظرفیت نظیر برای تحریکات نزدیک گسل است. به علاوه، از دیدگاه شاخص خسارت چنین نتیجه گیری می شود که این ظرفیت، تحت تحریک رکوردهای نزدیک و دور از گسل به ترتیب، 15% و 23% کمتر از مقدار پیش بینی شده توسط نتایج آنالیز غیرخطی استاتیکی بوده که با تئوری خرابی تجمعی سازگار است. بر پایه ارائه مفهوم ”نسبت طبقات با خسارت مشخص“، نتایج نشان می دهد در صورتی که شاخص خسارت در نسبت مشخصی از طبقات از یک حالت حدی تجاوز کند، احتمال فروریزش یک سازه بلند چقدر خواهد بود. تعیین نسبت حاشیه ایمنی (CMR) موجود در سازه و مقدار قابل پذیرش آن برای Building 2-B موضوع مهم دیگری است که مورد بررسی قرار داده می شود که محاسبه آن بر مبنای توابع شکنندگی انجام می شود. در این زمینه نتایج نشان می دهند چنانچه بیشینه شتاب تحریک معیار محاسبه CMR قرار گیرد و ریسک فروریزش 10% به هنگام رخداد بیشینه زلزله مورد نظر برای سازه پذیرفته شود، Building 2-B از حاشیه ایمنی کافی برخودار است. این نتیجه با انتخاب توزیع مکانی شاخص جابجایی، تقاضای شکل پذیری و شاخص خسارت کل در پلان سازه مجددا" تایید می گردد. با معیار قرار دادن تقاضای لرزه ای طبقات در ارزیابی CMR نتیجه گیری می شود که نسبت های حاشیه ایمنی با یکدیگر تفاوت خواهند داشت و موید آن است که ماکزیمم تقاضای لرزه ای برای پارامترهای متفاوت لزوما" در یک طبقه رخ نمی دهد. واژگان کلیدی: موقعیت تحریک، شکل پذیری، شاخص خسارت، آنالیز غیرخطی استاتیکی، سازه بلند، حاشیه ایمنی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی