ارزیابی رفتار دینامیکی غیرخطی و تعیین سطح عملکرد ساختمان‏های بتنی با اهمیت خیلی زیاد (طراحی شده بر اساس ویرایش چهارم استاندارد 2800)

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

2 کارشناس ارشد مهندسی عمران سازه، موسسه غیرانتفاعی شهاب دانش، قم، ایران

چکیده

آیین‏نامه طراحی ساختمان‏ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) برای طرح و اجرای ساختمان‏ها در برابر تاثیرات ناشی از زلزله حداقل ضوابط و مقرراتی را در نظر گرفته است که با رعایت آن ضوابط انتظار می‏رود اهداف مدنظر این آیین‏‎نامه تامین گردد. از آنجایی که مفاهیم و ضوابط ارائه شده در استاندارد 2800 مبتنی بر طراحی بر اساس مقاومت می‏باشد، لذا در خصوص تامین اهداف عملکردی مدنظر این استاندارد و برآورد کمی از سطوح عملکرد و میزان خسارتی که ساختمان‏ها در حین وقوع زلزله‏های مختلف ممکن است از خود بروز دهند ابهاماتی وجود دارد که این ابهامات علی‏الاصول در خصوص ساختمان‏های با اهمیت بالاتر جدی‏تر خواهد بود. مطابق اهداف استاندارد 2800 در خصوص رفتار لرزه‏ای ساختمان‏های با اهمیت خیلی زیاد انتظار می‏رود که این دسته از ساختمان‏ها در اثر زلزله طرح، تغییر مقاومت و سختی در اجزای سازه‏ای و غیرسازه‏ای نداشته باشند، به طوری که بهره‏ برداری از آنها امکان پذیر باشد. بدین منظور در این تحقیق ساختمان‏های بتنی 3، 6 و10 طبقه با درجه اهمیت خیلی ‌زیاد (کاربری بیمارستانی) که بر اساس ضوابط و مقررات استاندارد 2800 (ویرایش 4) و آیین نامه ACI در نرم افزار SAP2000 تحلیل و طراحی شده‏اند، مورد مطالعه می‏باشند. در این تحقیق با استفاده از تحلیل غیرخطی استاتیکی و دینامیکی تاریخچه زمانی مدل‏های مورد مطالعه تحت دو دسته رکوردهای دور و نزدیک گسل و تعیین سطح عملکرد آن‏ها در خصوص تامین اهداف مدنظر استاندارد 2800 در خصوص ساختمان‏های با اهمیت خیلی زیاد اظهارنظر شده است. نتایج حاصل نشان می دهد در روش تحلیل استاتیکی غیرخطی برای ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه و در روش تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی برای کلیه ساختمان های مورد مطالعه سطح عملکرد مورد انتظار استاندارد 2800 (استفاده بی وقفه) تامین نمی شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of nonlinear dynamic behaviour and determine performance level of concrete buildings with very high importance (designed based on Iranian Standard NO.2800 – 4th Edition)

نویسندگان [English]

  • Baitollah Badarloo 1
  • mohammad taghi safdari 2
1 Assistant professor in structural Eng., Faculty of Engineering and Technology, Qom University of Technology, Qom, Iran
2 MSc in Structures Engineering, Faculty of Engineering and Technology, Shahab Danesh University, Qom, Iran
چکیده [English]

The Iranian seismic code (standard NO.2800) provide minimum provisions and regulations for the design and construction of buildings to resist the earthquake effects that by these provisions, it is expected the purpose of this code satisfying. Since the terms and provisions provided in the standard 2800, is based on resistance design, so consider this standard to meet performance targets, quantify performance levels and damage to buildings during earthquakes there may be confusion exhibit that the uncertainty principle would be more serious in buildings with higher importance. The seismic behaviour of very high importance buildings according to Iranian Standard NO.2800 (IS2800) is that; these building not affected the strength and stiffness of structural and non-structural components in design level earthquake, so that serviceability is possible. Therefore, in this research 3, 6 and 10 storey reinforced concrete buildings with very high importance (hospital use) that according to the provisions and regulations of IS2800 (4th Edition) and ACI code are analysis and designed in SAP2000 software, to be studied. In this paper by using nonlinear static and time history dynamic analysis of the building models under far and near fault records, the performance level of buildings is determined and then about to meet the purpose of Iranian Standard NO.2800 for the very high importance buildings is concluded. The obtained results show that in the nonlinear static analysis method for the 10 story building and in the nonlinear dynamic time-history analysis method for all buildings, the expected performance level of IS2800 (immediate occupancy) is not satisfy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • performance level
  • Standard 2800
  • Nonlinear analysis
  • Concrete buildings
  • Very high importance

[1] Sonwane, D. P., & Ladhane, K. B. (2015, June). Seismic Performance based Design of Reinforced Concrete Buildings using Nonlinear Pushover Analysis. In International Journal of Engineering Research and Technology (Vol. 4, No. 06, June-2015). IJERT.

[2] Medhekar, M. S. (2000). Kennedy DJ L. Displacement-based Seismic Design 0f Buildings-theory and Application. Engineering Structures, 22, 2O1-222.

[3] مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی "آیین‏نامه طراحی ساختمان‏ها در برابر زلزله، استاندارد 2800، ویرایش چهارم". 1393.

[4] Chopra, A. K. (1995). Dynamics of structures (Vol. 3, p. 339). New Jersey: Prentice Hall.

[5] سازمان مدیریت و برنامه‏ریزی کشور "دستورالعمل بهسازی لرزه‏ای ساختمان‏های موجود، نشریه شماره 360، تجدید نظر اول". 1392.

[6] Zou, X. K., & Chan, C. M. (2005). Optimal seismic performance-based design of reinforced concrete buildings using nonlinear pushover analysis. Engineering Structures, 27(8), 1289-1302.

[7] Sood, Sudhanshu. (2010). Performance Based Seismic Design of Buildings. Diss. THAPAR UNIVERSITY PATIALA.

[8] Ganzerli, S., Pantelides, C. P., & Reaveley, L. D. (2000). Performance‐based design using structural optimization. Earthquake engineering & structural dynamics, 29(11), 1677-1690.

[9] حسنی ججینی، حمیدرضا؛ مرادی شقاقی، طالب؛ واثقی امیری، جواد. "ارزیابی سطح عملکرد ساختمان‏های ضروری بتن‏آرمه پنج و هفت طبقه در نواحی با خطر لرزه‏خیزی سطح خطر 1 با روش تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه‏زمانی روش انتگرال‏گیری مستقیم". اولین همایش سالانه (ملی) ساختمان آینده، ایران، مازندران، ساری، کانون مهندسین ساری، اردیبهشت 1392.

[10] محمودی صاحبی، موسی؛ قبادی، عباس. "ارزیابی اهداف طراحی لرزه‏ای بناهای ضروری در آئین نامه 2800". چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387.

[11] بدر ولی زاد، مجید؛ مرادی شقاقی، طالب. "بررسی ضوابط طراحی بناهای ضروری بتنی بر اساس عملکرد استفاده بی‏وقفه". پنجمین کنفرانس ملی سالانه بتن ایران، تهران، مهر 1392.

[12] Applied Technology Council, ATC-40. (1997). Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, California Seismic Safety Commission.

[13] Council, B. S. S. (1997). NEHRP guidelines for the seismic rehabilitation of buildings, FEMA-273, Federal Emergency Management Agency, Washington, DC.

[14] Council, B. S. S. (1997). Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, FEMA-356, Federal Emergency Management Agency, Washington, DC.

[15] Ghobarah, A. (2001). Performance-based design in earthquake engineering: state of development. Engineering structures, 23(8), 878-884.

[16] American Society of Civil Engineers (ASCE). (2000). Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings. FEMA-356, Washington, D.

[17] ATC.  (1996). 40, Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings. Applied Technology Council, report ATC-40. Redwood City.

[18] Priestley, M. J. N. (2000). Performance based seismic design. Bulletin of the New Zealand society for earthquake engineering, 33(3), 325-346.

[19] AIJ.  (2007). Structural steelwork specification for building construction, JASS 6. Architecture Institute of Japan: Tokyo,

Japan.

[20] CSA. (2009). Design of steel structures, CAN/CSA S16-09. Canadian Standards Association: Mississauga, ON, Canada.

[21] AISC. (2010). Seismic provisions for structural steel buildings, ANSI/AISC 341-10. American Institute of Steel Construction: Chicago, IL.

[22] Westenenk, B., de la Llera, J. C., Besa, J. J., Jünemann, R., Moehle, J., Lüders, C., ... & Hwang, S. J. (2012). Response of reinforced concrete buildings in Concepción during the Maule earthquake. Earthquake Spectra, 28(S1), S257-S280.

[23] Okazaki, T., Lignos, D. G., Midorikawa, M., Ricles, J. M., & Love, J. (2013). Damage to steel buildings observed after the 2011 Tohoku-Oki earthquake. Earthquake spectra, 29(S1), S219-S243.

[24] پاک نیت، شایان؛ پاک نیت، احسان. "تحلیل­های مورد نیاز در بهسازی لرزه­ای سازه­ها". چاپ سوم، تهران، متفکران: لویه 1390.

[25] میرزایی، امین. "کاربرد روش زمان دوام در طراحی بر اساس عملکرد قاب‏های فولادی". پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، شهریور 1386.