بررسی هزینه چرخه عمر قابهای بتن آرمه تاب آور با سطح طراحی لرزه ای ارتقا یافته

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه ارومیه

10.22065/jsce.2022.325565.2701

چکیده

یک سازه ایمن و مقاوم در برابر زمین‌لرزه علاوه بر تامین ایمنی جانی برای ساکنین می‌بایست خسارات مالی و اقتصادی ناشی از زلزله را نیز کمینه سازد. لذا باید اطمینان پیدا کرد که سازه مورد نظر با پشت‌سر گذاشتن زمین لرزه‌هایی با شدت‌های مختلف در شرایط قابل قبولی باقی می‌ماند. گذشته نشان داده است که، خسارات مالی و جانی ناشی از زلزله برای سازه‌های طرح شده با اهداف عملکردی آیین‌نامه‌های لرزه‌ای فعلی نیز، قابل توجه بوده و مشکلات بسیاری را فراهم می‌سازد. لذا چنین به نظر می‌رسد که ارتقا اهداف عملکردی برای سازه‌ها می‌تواند خسارات حاصل از زلزله را بصورت قابل توجهی کاهش دهد. ارتقا اهداف عملکردی سازه‌ها، با افزایش هزینه اولیه-ی طرح همراه است. اما کاستن خسارت وارد بر سازه‌های تاب‌آور و هزینه‌های ناشی از تعمیر اجزای آسیب دیده در آنها می‌تواند نسبت هزینه اولیه به هزینه کل را کاهش دهد. در تحقیق حاضر تاثیر ارتقا اهداف عملکردی در افزایش هزینه اولیه طرح و کاهش هزینه‌های ناشی از تعمیر اجزای آسیب دیده سازه‌های بتنی، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. برای بررسی این موضوع، سازه‌های 3، 5، 10 و 15 طبقه بتنی منظم مدلسازی شده و برای سطح خطر طرح آیین‌نامه‌های لرزه‌ای(DBE) و حداکثر سطح خطر متصور در آیین‌نامه-ها(MCE) برای اهداف عملکردی یکسان طراحی شده‌اند. خسارت و هزینه‌های تعمیر سازه‌ها بر اساس روش دستورالعمل FEMA-P58 توسط برنامه PACT تحت 6 رکورد حوزه نزدیک و 5 رکورد حوزه دور از گسل ارزیابی شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دادند که، ارتقا سطح طراحی سازه‌های بتنی هزینه اولیه اسکلت(تیرها و ستون‌ها) و هزینه کل ساختمان را به ترتیب 23 و 5 درصد افزایش می‌دهد. این در حالی است که هزینه‌های تعمیر اسکلت سازه و کل ساختمان به ترتیب 43 و 18 درصد کاهش می‌یابد که در نهایت منجر به کاهش 13 درصدی هزینه چرخه عمر سازه‌ها می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating life-cycle cost for resilient RC frames with enhanced seismic performance objectives

نویسندگان [English]

  • Bahram Mohammadpour 1
  • Manafpour Alireza 2
1 Civil Engineering Department, Urmia University, Urmia, Iran
2 Civil Engineering Department, Urmia University, Urmia
چکیده [English]

A seismic-resistant structure not only should provide safety for the residents but also it should minimize the financial loss resulting from the earthquake. Therefore, it must be demonstrated that the structure will remain in acceptable situation after the earthquakes with various intensities. The past has shown that, the financial loss of earthquake for the structures that have been designed based on performance objectives of current seismic codes, is considerable and this results in additional problems. Therefore, it seems that upgrading performance objectives for structures can significantly reduce earthquake losses. Improving the performance objectives of structures is associated with increasing the initial cost of the project. But reducing the damage of resilient structures and the cost of repairing of damaged components in these structures can reduce the ratio of initial cost to total cost.

In this study, the effect of enhanced performance objectives in increasing the initial cost of the project and reducing the costs of repairing the damaged components of concrete structures is discussed. To investigate this issue, 3, 5, 10 and 15 storey regular concrete frame structures are modeled and designed based on Design Basis Earthquake of current seismic codes (DBE) and also based on Maximum Considered Earthquake (MCE) for the same performance objectives. The loss and repairing cost of the structures are evaluated according to FEMA-P58 guideline and using PACT software under 6 near-field and 5 far-field records. The results of this study show that, enhancing the design objective of concrete frame structures increases initial cost of lateral resisting frames (beams and columns) and the total cost of the building by 23% and 5%, respectively. Whereas the repair costs of the structure and the whole building are reduced by 43% and 18%, respectively, which ultimately leads to reduction of the life cycle cost for the structures by 13%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Life-Cycle cost
  • Resilience
  • Enhanced performance
  • RC Frame
  • Seismic Design
  • تاریخ دریافت: 29 دی 1400
  • تاریخ بازنگری: 06 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 06 خرداد 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 06 خرداد 1401