Skip to main content
SUPERVISOR
AmirMehdi Halabian
امیرمهدی حلبیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Omid Ahmadi
امید احمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Performance-Based Analysis of Asymmetric R/C Dual Structural Systems Subjected to Bi-Directional Exitations
The torsion induced by seismic excitations leads an excess storey-displacements and ductility demands causing distress in the lateral load resisting elements located at the extreme edges of structures, especially when the structure is designed to be strained into the inelastic range during a design earthquake. While the crucial step of performance-based design procedures is the determination of the displacement demands of the structures under the seismic actions, taking the torsion into account in design of structures is a significant issue for practical engineers. Several researches have focused on simplified nonlinear analysis procedures to predict earthquake responses of multi-story asymmetric buildings with simple lateral load resistant shear-beam elements. In these procedures, the seismic performance is estimated through nonlinear static analyses (such as pushover analysis) of MDOF models. Although, practical engineers intend to continue using these simplistic methods in which a lateral force distribution proportional to only the first mode of vibration of the building is used for estimation of seismic demands, however, where the effect of higher modes is considerable, more rigorous seismic-performance design procedures such as Modal Pushover Analysis should be employed. The objective of the current study is to evaluate MPA method (one directional and two directional MPA methods) for evaluation of seismic performance of R/C frames with reinforced concrete shear walls located on asymmetric plans (the concepts of stiffness eccentricity and mass eccentricity were used) subjected to an assemblage of ordinary and near-fault ground motions. Symmetric frame basis of these models were developed using the generic structures algorithm. Then asymmetric buildings were created by adding shear walls in both two principal directions. The nonlinear behavior of beam elements is idealized using moment-curvature theory, while fiber model is utilized to represent the interaction among tension/compression axial force and biaxial bending in column elements and shear walls modeled by panel elements. This approach of modeling is more accurate for multistory dual lateral load resistant structures, because it redefines the stiffness from the strength in each time step. This research investigates the accuracy of MPA procedure in estimating seismic demands (story drifts) of mass center, the flexible side and the stiff side of the structure’s plan compared with those from nonlinear RHA to assess the torsional effects in multistory structures.
امروزه چالش مهندسی عمران در این جهت است که طراحی سازه‌ها به نحوی انجام شود که میزان خسارت و پارامتر‌های تقاضای لرزه‌ای سازه، در حد قابل قبولی کنترل گردد؛ از اینرو روش‌های تحلیل و طراحی عملکردی در دو دهه‌ی اخیر مورد توجه محققان قرارگرفته است. مشاهدات به عمل آمده پس از وقوع زلزله‌های شدید نشان می‌دهد که آسیب‌های شدید سازه‌ای، اغلب به علت عدم تقارن در سازه‌ها رخ داده است؛ بنابراین تمرکز اصلی این تحقیق بر بررسی یکی از روش‌های تحلیل عملکردی، تحت عنوان روش آنالیز مودال پوش‌آور، به منظور تخمین پاسخ لرزه‌ای سازه‌های نامتقارن با سیستم‌های دوگانه قاب خمشی و دیوار برشی، قرار داده ‌شده است. اگرچه تخمین دقیق‌تر تقاضای لرزه‌ای سازه‌ها تحت اثر یک زلزله خاص، از طریق روش تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی میسر است؛ لیکن استفاده از روش‌های پوش‌آور استاتیکی غیرخطی به دلیل صرف هزینه و زمان کمتر، در کاربردهای معمولی مهندسی به جهت حل منطبق بر عملکرد سازه، متداول‌تر می‌‌باشد. روش‌های مختلف پوش‌آور، شامل روش‌های ارائه شده در آیین‌نامه‌ها و همین‌طور روش آنالیز مودال پوش‌آور که در سال‌های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است، همگی با کنترل جابه جایی در محل مرکز جرم طبقات بسط داده شده‌اند و تغییر مکان نسبی طبقات نیز معمولا در محل مرکز جرم طبقات کنترل می‌گردد، حال آن‌که این عمل صرفا در مورد ساختمان‌های متقارن در پلان و ارتفاع قابل اطمینان است؛ ولی هنگام بررسی مدل‌های نامتقارن به دلیل ماهیت پیچشی رفتار آن‌ها، لبه‌های ساختمان از اهمیت دو چندانی نسبت به مرکز جرم طبقات برخوردار هستند و بایستی مورد توجه قرار گیرند. به همین دلیل در این تحقیق، اگر چه مرکز جرم طبقات معیار کنترل تغییرمکان هدف و اعمال روش آنالیز مودال پوش‌آور قرار داده شده‌اند؛ ولی تمرکز اصلی بر روی نتایج به دست آمده بر روی دو لبه مدل‌های نامتقارن و مقایسه آنها با نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی قرار داده شده است؛ تا کارایی این روش در تخمین پاسخ مدل‌های نامتقارن تعیین شود. در این تحقیق، ابتدا خروج از مرکزیت سیستم‌ها، در قالب خروج از مرکزیت جرم و دو نوع متفاوت از خروج از مرکزیت سختی، تقسیم‌بندی شده است. جهت بسط مدل‌های سیستم دوگانه، ابتدا با استفاده از روش قاب ژنریک مدل‌های هشت، چهارده و بیست طبقه قاب خمشی، توسعه داده شده و سپس دیوارهای برشی با نسبت سختی معینی به آن اضافه شده است. برای مدل‌سازی غیرخطی اعضای تیر از رابطه لنگر- انحنا و برای مدل‌سازی غیرخطی اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی در اعضای ستون از المان الیافی استفاده می‌شود. همچنین برای مدل‌سازی اعضای دیوار برشی از المان پانل استفاده شده و اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی در این اعضا، مشابه اعضای ستون، به کمک المان الیافی لحاظ می‌گردد. این نحوه‌ی مدل‌سازی اعضا ستون و دیوار برشی موجب می‌شود سختی سیستم در هر لحظه از زمان، تابعی از مقاومت آن باشد و نیازی به در نظر گرفتن خروج از مرکزیت‌های سختی و مقاومت به طور جداگانه، نباشد. در مدل‌های با خروج از مرکزیت جرم نیز، برای هر سازه نامتقارن دو حالت مختلف در نظر گرفته شده است: (1) مدل‌های با خروج از مرکزیت یک جهتی تحت تحریکات تک مولفه‌ای (2) مدل‌های با خروج از مرکزیت دو جهتی تحت تحریکات دو مولفه‌ای. نتایج این تحقیق، به صورت مقایسه نتایج آنالیز مودال پوش‌آور (یک جهته و دوجهته) با نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی ارائه شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی