تولید منحنی های خرابی برای ارزیابی آسیب پذیری لرزه‌ای ساختمان‌های بتن مسلح با آلیاژ حافظه دار شکلی در حالات منظم، نامنظمی زیاد و نامنظمی شدید پیچشی

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی زلزله، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

طراحی و ساخت ساختمانهای نامنظم بدلیل تقاضا جهت داشتن سازه ای زیبا و خاص همواره مد توجه بوده است. از سوی دیگر استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی(SMA) بدلیل بهبود رفتار ساختمانهای بتن مسلح در دهه اخیر گسترش یافته است. از مزایای اصلی استفاده از این آلیاژ می توان به خاصیت سوپر الاستیک بودن آن و امکان برگشت تغییر مکان‌های غیر ارتجاعی سازه اشاره نمود. وجود نامنظمی در سازه ها سبب می شود که در اثر بارهای جانبی و بخصوص زلزله پیچش در سازه بوجود آید و نیروها و تغییرمکان ها افزایش یابند. در صورتیکه اثرات مخرب نامنظمی در طراحی اولیه لحاظ نشده باشد خطر فروریزش ساختمان با توجه به درجه نامنظمی وجود دارد. در این مقاله به بررسی رفتار سازه‌های بتن آرمه با آلیاژ SMA در حالات منظم، نامنظمی زیاد و نامنظمی شدید پیچشی پرداخته شده و اثر استفاده از این آلیاژ نسبت به ساختمانهای بتنی معمولی در درجات مختلف نامنظمی با منحنی های شکنندگی نشان داده شده است. در این راستا به بررسی تاثیرات آلیاژهای حافظه دار شکلی به عنوان میلگرد طولی در سازه های کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلند مرتبه بتن مسلح با سه آرایش مختلف آرماتورهای طولی پرداخته شده است. نوع آرایش متفاوت میلگرد شامل حالت تماما میلگرد فولادی، حالت میلگرد آلیاژ حافظه دار شکلی در محل ناحیه مفصل پلاستیک تیرها و میلگردها فولادی در سایر نواحی و حالت میلگرد آلیاژ حافظه دار شکلی در تمام طول تیرها می باشد. سپس تحلیل های دینامیکی غیرخطی فزاینده(IDA) تحت اثر ده شتابنگاشت منتخب صورت پذیرفت و تغییر مکان نسبی حداکثر هر حالت محاسبه و منحنی های شکنندگی محاسبه گردیدند. نتایج به دست آمده نشان دهنده این حقیقت است که وجود آلیاژ حافظه دار در ساختمان های نامنظم سبب تخفیف اثرات مخرب نامنظمی از جمله تغییر مکان نسبی حداکثر و تغییر مکان نسبی پسماند سازه خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Fragility curves for seismic assessment of reinforced concrete buildings with shape memory alloy in regular, torsional irregularity and extreme torsional irregularity

نویسندگان [English]

  • pedram omidian 1
  • Hamid Saffari 2
1 M.Sc. in Civil-Earthquake Engineering, University of ShahidBeheshti, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Faculty of Civil & Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The design and construction of irregular buildings has always been the focus of attention due to the demand for a beautiful and unique structure. Furthermore, the use of Shape Memory Alloys (SMAs) has expanded due to the improvement of the behavior of RC structures in the last decade. The main advantages of using this alloy are its super-elasticity and the reversibility of inelastic displacements of the structure. In this paper, the behavior of reinforced concrete structures with SMA alloy in regular, torsional irregularity and extreme torsional irregularity are investigated. The effect of using this alloy has been shown using fragility curves in different degrees of irregularities than conventional concrete structures. In this regard, the effects of memory-shaped alloys as longitudinal reinforcement in short-order, intermediate, and high-order structures with three different arrangements of longitudinal reinforcements have been investigated. Different types of reinforcement arrangements are the case of full Steel, the case of SMA at the plastic region of the beams and steel reinforcement in other regions and finally the case of SMA reinforcement over the entire length of the beams.Then, several increasing nonlinear dynamic analysis (IDA) were performed under the influence of the 10 selected accelerometers, and maximum drift of each analysis was obtained and the fragility curves were calculated in accordance with the HAZUS instruction for each structural case. The results indicate that the presence of memory alloy in irregular buildings will reduce the damaging effects of irregularities, including maximum drift and residual drift of the structure. This result suggests that the use of SMA alloy in torsional irregular and extreme torsional irregular buildings can reduce the structural damage caused by a possible severe earthquake.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shape memory alloy
  • Irrigular Concrete Structure
  • Incremental Dynamic Analysis
  • Maximum Drift
  • Residual Drift
  • Fragility curve
  • Torsional Irregularity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 21 تیر 1397
  • تاریخ دریافت: 11 اسفند 1396
  • تاریخ بازنگری: 22 خرداد 1397
  • تاریخ پذیرش: 21 تیر 1397