بررسی شاخص خسارت پارک- آنگ در برخورد دو قاب مجاور هم تحت زلزله های حوزه دور و نزدیک گسل

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 استادیار، دانشکده‌ مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 دانشجوی دانشگاه سمنان

4 دانشجوی دکتری دانشکاه سمنان

چکیده

در هنگام وقوع زلزله، ممکن است ساختمان‌های مجاور به یکدیگر برخورد کنند. ضربه زدن بین دو ساختمان بسته به شدت زلزله باعث ایجاد تخریبهای موضعی یا کلی در ساختمان‌ها می‌گردد. یکی از عواملی که می‌تواند از وقوع پدیده ضربه زدن تا حدود زیادی جلوگیری کند قرار دادن درز انقطاع برای ساختمان‌ها است.با استفاده از شاخص‌های خسارت می‌توان به طور دقیق میزان خرابی و آسیب وارد شده به ساختمان‌ها را به صورت موضعی و کلی ارزیابی کرد. شاخص خسارت پارک- آنگ، با در نظر گرفتن میزان تغییر شکل و میزان انرژی جذب شده در نیروهای رفت و برگشتی زلزله توسط اعضا میزان خرابی وارد شده به سازه را محاسبه می‌کند. در این پژوهش برای بررسی اثر نوع زلزله ، بر روی شاخص خسارت پارک- آنگ در اثر برخورد دو قاب به یکدیگر، سه درزانقطاع 25%، 75%و 100%، درزانقطاع پیشنهاد شده توسط استاندارد 2800 ایران مورد بررسی قرار گرفته است. قاب‌ها بصورت منظم، نامنظم دارای طبقه نرم و نامنظم دارای طبقه خیلی نرم، تحت 5 رکورد زلزله حوزه نزدیک و 5 رکورد زلزله حوزه دور از گسل در نرم‌افزار OpenSees [1] مورد تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی قرار گرفته‌اند. در قاب منظم، میانگین مقادیر خسارت در زلزله حوزه نزدیک حدود 12% بیشتر از زلزله حوزه دور است. در قاب نامنظم نوع1 و نامنظم نوع2، میانگین مقادیر شاخص خسارت در حوزه نزدیک به ترتیب حدود 5% و 2% بیشتر از زلزله‌های حوزه دور است. هر چه میزان نامنظمی افزایش یابد، تاثیر نوع زلزله بر روی شاخص خسارت کمرنگ تر خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Park-Ang Damage Indicator in collisions of two adjacent frames under the near-fault field disturbances

نویسندگان [English]

  • Mohsen Gerami 1
  • Reza Vahdani 2
  • mahshid Mollaeian 3
  • mostafa Khatami 4
1 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Assistant Professor, Civil Engineering Department, Semnan University, Semnan, Iran
3 student in semnan univercity
4 phd student in semnan univercity
چکیده [English]

Pounding of adjacent buildings during earthquake causes local and total damages in buildings. One of the ways to reduce the damage in pounding, is creating a separation gap between two adjacent buildings. Park-Ang's damage index computes the amount of damage to the structure, according to the amount of deformation and the amount of energy absorbed by the earthquake reciprocating forces. In this study, estimates the effect of far-field and near-field earthquakes, on the Park-Ange damage index in pounding of two adjacent frames and separation gap is equal to the value proposed by Standard 2800.The frames are arranged in three, regular and irregular soft story and very soft story frames on the first floor. These frames are analysed under 5 far-field records and 5 near-field earthquake records. Accordingly, three steel moment frames are placed in pair proximity states and Park-Ang's damage index is calculated using dynamic analysis of the nonlinear time history with the OPENSEES software. Non-linear viscoelastic element is considered as a link element. The results indicate that in the regular frames, the average damage magnitude in the near-field earthquakes is about 12% more than the far-field earthquakes. In the soft story and very soft story frames on the first floor, the mean values of the damage index in the near- field are about 5% and 3% more than the far-field earthquakes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Damage Index
  • Pounding
  • Earthquake Near the fault zone
  • Earthquake Far the fault zone Moment Steel Frame
  • earthquake
[1] Naderpour, H. Barros, R. C.  Khatami, S. M.  Jankowski, R. (2016). Numerical Study on Pounding between Two Adjacent Buildings under Earthquake Excitation. Hindawi Publishing Corporation. Shock and Vibration,Vol (2016).
[2] Jankowski, R. Mahmoud, S. (2016). Linking of adjacent three-storey buildings for mitigation of structural pounding during earthquakes. Bull Earthquake Eng, Volume(14), pages )3075–3097(. Available at: 25 June 2016.
[3] Akkose, M. Sunca,F. (2016). Effects of near-fault ground motions on earthquake-induced pounding response of RC buildings with plan irregularity. Insights and Innovations in Structural Engineering, Mechanics and Computation.
[4] Naserkhak, S. El-Rich, M. Abdul Aziz, F.N.A. Pourmohammad, H. (2014). Pounding between adjacent buildings of varying height coupled through soil. Structural Engineering and Mechanics. Vol(52), Page(573-593).
 
[5] Khatiwada, S. Chouw, N. Butterworth, J.W. (2011). Development of pounding model for adjacent structures in earthquakes. Ninth Pacific Conference on Earthquake Engineering. Auckland, New Zealand, 14-16 April
 
[6] Gerami, M. Abdollahzadeh, D. (2015). Seismic Demand Estimation of Steel Moment Resisting Frames in Near Field of Fault. Journal of Civil and Environmental Engineering. Volume (45), Issue (2).
 
 
[7]Jankowski, R. (2005). Non-linear viscoelastic modeling of earthquake –induced structural pounding. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, John Wiley (34,595-611).
 
[8] Park, Y.J. Ang, A.H-S. (1985). Seismic Damage Analysis of Reinforced Concretd Buildings. Journal of Structural Engineering. ASCE No(4), Page(740-757).
 
[9] Gerami, M. Mashayekhi, A. H. Siahpolo, N. (2016). Evaluation of seismic parameters of steel moment resisting frames based on “FEMA P-695” under near-field rotated ground motion. Iranian Society of Structural Engineering.
 
[10] Rezaei, F. Gerami, M. Naderpour., H. (2017). Evaluation of seismic reliability of steel moment resisting frames.  Iranian Society of Structural Engineering.
 
[11] Vaseghi amiri, J.and Jalali, Gh. (2014). Park-Ang damage index for adjacent steel frames under pounding. Dostupno online , Available online: 10.1.
 
[12] Khatami, M.  Gerami, M. , Kheyroddin. A. (2018). Evaluation Demand of Separation Gap Angle in Adjacent Steel Moment Resisting Frames under Far-Field and Near-Field Earthquakes. Sharif Journal Civil Engineering.
 
[13] Iranian National Building Code, Housing and Urban Development Research Center. (2014). Design Loads for Buildings-Division 6. Tehran, Iran, Publisher tosseh iran.
 
[14] Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings, Housing and Urban Development Research Center. (2014). Iranian Standard No.2800.. Tehran, Iran.
 
[15] Computers and Structures, Inc. ( 2015). Analysis Reference Manual for ETABS2015 , Berkeley, USA.
 
[16] Iranian National Building Code, Housing and Urban Development Research Center. )2014). Design and Construction of Steel Structures -Division 10. Tehran, Iran, Publisher tosseh iran
 
[17] McKenna, F. Fenves, G. (2007). Open System for Earthquake Engineering Simulation, University of California, Berkeley.
 
[18] Baker, J.W. (2007). Quantitative Classification of NearFault Ground Motions Using Wavelet Analysis. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol (97), Page(1486- 1501).
 
[19] www.seismosoft.com. (2015).
 
[20] Bozorgnia, Y. Bertero, V. (2005). Improved Shaking And Damage Parameters For Post-Earthquake Applications. Smip01 Seminar Proceeding, Department Of Civil And Environmental Engineering. University Of Berkeley. CA ( 94720).
 
[21] Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings. (2000).FEMA Publication 356.
 
[22] Estekanchi, H. Arjomandi, K. Vafai, A. (2008). Estimating structural damage index of steel frames by Endurance Time method. Journal of Constructional Steel Research, Vol (64), Page(145-155).
 
[23] www.mathworks.com. (2013).