انجمن مهندسی سازه ایران مهندسی سازه و ساخت 2476-3977 12 06 2025 08 23 Seismic Design of Diagonal Steel Structures Using Life Cycle Cost Analysis Method طراحی لرزه ای ساختمان های فولادی قطری به روش تحلیل هزینه چرخه عمر 76 97 211883 10.22065/jsce.2024.473965.3498 FA احسان غرشی دانشجوی دکترای تخصصی عمران-سازه، دانشکده عمران معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0002-0174-9350 محمدرضا منصوری استادیار، دانشکده عمران معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0003-3895-6326 میرحمید حسینی استادیار، دانشکده عمران معماری و هنر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0003-4261-2120 Journal Article 2024 08 25 Life cycle cost analysis and performance-based design are two complementary approaches in structural engineering that are closely related. Performance-based design sets specific goals and requirements for the performance of structures, including resistance to various forces and improvement of durability and sustainability. On the other hand, life cycle cost analysis evaluates the total costs associated with a structure over its entire lifespan, from construction to decommissioning. By combining these two approaches, it is possible to design structures that meet functional requirements while also being economically optimized. Diagonal structural systems are particularly appealing due to their aesthetic and structural qualities. Since life cycle cost analysis has been less explored in the context of diagonal structures, this study focuses on the seismic design of steel structures with diagonal systems, incorporating life cycle cost considerations. The analysis investigates weight, drift, acceleration, and diagonal section types under different damage scenarios. Numerical modeling and analysis were conducted using OPENSEES software, with nonlinear dynamic analysis performed using 22 pairs of far-field earthquake records to derive fragility curves and calculate life cycle costs.The results demonstrate that by changing the diagonal members from W-section to HSS and slightly increasing the weight of the structure, the collapse capacity increases by an average of 2.37 times. Additionally, the life cycle cost analysis reveals that the initial costs calculated for the structure under prescriptive code-based methods are lower than the actual costs required to achieve the desired performance level. This research presents a comprehensive and innovative approach to the seismic design of diagonal structures, integrating life cycle cost analysis, optimal section selection, and precise evaluation of structural and economic performance. تحلیل هزینه چرخه عمر و طراحی براساس عملکرد دو رویکرد مکمل در مهندسی سازه هستند که ارتباط نزدیکی با هم دارند. طراحی براساس عملکرد، اهداف و الزامات خاصی برای کارایی سازه‌ها تعیین می‌کند، که شامل مقاومت در برابر نیروهای مختلف و بهبود دوام و پایداری است. از سوی دیگر، تحلیل هزینه چرخه عمر، هزینه‌های کل طول عمر سازه را از مرحله ساخت تا پایان عمر آن ارزیابی می‌کند. با ترکیب این دو رویکرد، می‌توان به طراحی سازه‌هایی دست یافت که نه تنها الزامات عملکردی را برآورده می‌کنند بلکه از نظر اقتصادی نیز بهینه هستند. سیستم سازه‌ای قطری به دلیل ویژگی‌های زیباشناسی و ساختاری، جذابیت زیادی دارد.از آنجاییکه تحلیل هزینه چرخه عمر در طراحی سازه‌ها در تحقیقات مرتبط با سازه‌های قطری کمتر مورد بررسی قرار گرفته است، این مطالعه به بررسی طراحی لرزه‌ای سازه‌های فولادی با سیستم‌ سازه‌ای قطری و در نظر گرفتن هزینه چرخه عمر پرداخته است. وزن، دریفت، شتاب و نوع مقطع قطری در حالت‌های مختلف خسارت مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مدل‌سازی و تحلیل عددی با نرم‌افزار OPENSEES انجام شده و برای دستیابی به منحنی شکنندگی، تحلیل دینامیکی غیرخطی با ۲۲ جفت رکورد زلزله حوزه دور صورت گرفته است. و هزینه چرخه عمر محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهد که با تغییر مقطع اعضای قطری از W-section به HSS و افزایش وزن اندک سازه به طور متوسط ظرفیت فروریزش تا 2.37 برابر افزایش می‌یابد. همچنین نتایج تحلیل سازه براساس هزینه چرخه عمر نشان می‌دهد که هزینه اولیه بدست آمده برای سازه در سطح عملکرد مورد نظر بر اساس روش‌های تجویزی آیین نامه کمتر از مقدار واقعی هزینه مورد نیاز برای رسیدن به آن سطح عملکرد است. این تحقیق یک روش جامع و نوآورانه برای طراحی لرزه‌ای سازه‌های قطری ارائه می‌دهد که به‌طور همزمان شامل تحلیل هزینه چرخه عمر، انتخاب مقاطع بهینه و ارزیابی دقیق عملکرد سازه‌ای و اقتصادی می‌شود. https://www.jsce.ir/article_211883_c482feb680f470216dcb9c9be13b0d3d.pdf