ارائه رابطه تعیین شتاب وارد بر اجزای غیرسازه‌ای با بررسی و مقایسه روش‌های استاتیکی معادل و تحلیل طیفی در ساختمان‌های با قاب خمشی بتنی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست ، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

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

4 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران ، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

10.22065/jsce.2022.338106.2784

چکیده

مشاهدات زلزله‌های اخیر نشان‌دهنده خسارات لرزه‌ای قابل توجه به اجزای غیرسازه‌ای است. از این رو طراحی لرزه‌ای صحیح اجزای غیرسازه‌ای حائز اهمیت است. در این راستا، فصل چهارم ویرایش چهارم آیین‌نامه 2800 و فصل سیزدهم آیین‌نامه ASCE 7-22 دو روش استاتیکی معادل و دینامیکی طیفی را برای تخمین نیروهای لرزه‌ای وارد بر اجزای غیرسازه‌ای تعریف می‌نمایند. تعیین نیروهای وارد بر اجزای غیرسازه‌ای به روش استاتیکی معادل بی‌نیاز از طرح سازه اصلی ساختمان می‌باشد. از طرفی برای استفاده از روش دینامیکی طیفی، ابتدا بایستی سازه اصلی طراحی شود که می‌تواند زمان اجرای پروژه را به تاخیر اندازد. در این پژوهش، با استفاده از پایگاه داده‌ای متشکل از 196داده شتاب طبقه حاصل از10 سازه‌ بتنی واقعی، طراحی و اجراء شده بر مبنای آیین‌نامه 2800 و مقررات ملی ساختمان ایران، میزان شتاب وارد بر اجزای غیرسازه‌ای توسط دو روش پیش گفته‌ آیین‌نامه‌های 2800 و ASCE 7-22 در طبقات مختلف مقایسه گردیده است. سازه‌های بتنی مورد بررسی در این پژوهش دارای سیستم لرزه‌بر جانبی قاب خمشی بتنی می‌باشند. نتایج، نشان ‌دهنده اختلاف قابل توجه بین نتایج حاصل از دو روش می‌باشد و روش استاتیکی معادل آیین‌نامه 2800 غالبا نتایجی محافظه‌کارانه دارد. در ادامه، ضرایب تعدیل برای تخمین میزان نیروی حاصل از روش استاتیکی معادل برای هر یک از سیستم‌های سازه‌ای پیشنهاد گردیده است و در آخر رابطه‌ای برای تخمین شتاب جانبی پیشنهاد گردیده است. مقدار ضریب تعیین برای آموزش رابطه پیشنهادی در این پژوهش 8/0، برای رابطه استاتیکی معادل آیین نامه‌های 2800 و ASCE 7-22 به ترتیب 53/0 و 77/0 به‌دست آمده است که بیانگر دقت بیشتر رابطه پیشنهادی می‌باشد. رابطه پیشنهادی با استفاده از 18داده مستخرج از مدل‌های تجربی صحت‌ سنجی شده است و مقدار ضریب تعیین در این مرحله، برای رابطه پیشنهادی برابر 89/0 و برای رابطه آیین‌نامه‌های 2800 و ASCE 7-22 به ترتیب برابر 88/0 و 82/0 به‌دست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Empirical equations for estimation of seismic forces on nonstructural components in RC buildings

نویسندگان [English]

  • Mohammadjavad Hamidia 1
  • Fazel Nejabati 2
  • Amirali Sourani 3
  • Kiarash Dolatshahi 4
1 Assistant Professor, Department of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 MSc Student, Department of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 MSc, Department of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
4 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

The seismic damage to the nonstructural components in the past historic events is significant. The nonstructural components have a substantial share in the expenses of the building construction. In addition, the loss associated to the nonstructural components can be comparable to the structural elements. Thus, it is essential to have a robust procedure for estimating the seismic force on the nonstructural components. In this paper, the 2800 and ASCE7-22 seismic codes prescribed equivalent lateral force and modal methods for estimating the seismic forces on nonstructural components are assessed. The equivalent lateral force procedure results in conservative results leading to overdesign restrainers. Adjustment factors are proposed for the equivalent lateral force procedure prescribed by the 2800 seismic code. An empirical equation is also developed for estimating the seismic force on the nonstructural components. The proposed equation is obtained and validated using a database of 196 floor accelerations from real reinforced concrete moment frames in Tehran, Iran. The proposed empirical equation does not need data from the dynamic parameters of the investigated building. Results reveal that the whipping phenomenon on the roof level yields high level of forces in that level. Finally, the peak floor accelerations obtained from the proposed equations are compared to those calculated using code prescribed procedures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nonstructural components
  • Equivalent lateral force procedure
  • Modal analysis method
  • Adjustment factors
  • Predictive empirical equations

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 02 مرداد 1401
  • تاریخ دریافت: 31 فروردین 1401
  • تاریخ بازنگری: 16 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش: 02 مرداد 1401