مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

تحلیل شکنندگی قاب‌های ساختمانی دارای مهاربند کمانش تاب با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی مبتنی بر منحنی پوش‌آور

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسنده
استادیار گروه مهندسی عمران -دانشکده مهندسی-دانشگاه ولایت، ایرانشهر، ایران
چکیده
در مقاله حاضر عملکرد لرزه‌ای احتمالاتی قاب‌های ساختمانی دارای مهاربند کمانش تاب به روش تحلیل دینامیکی افزایشی مبتنی بر منحنی پوش‌آور حاصل از تحلیل استاتیکی غیر خطی مورد بررسی قرار گرفته است. روش تحلیل دینامیکی افزایشی به عنوان یکی از روش‌های تحلیلی دقیق برای تخمین ظرفیت فروریزش جانبی لرزه‌ای سازه‌ها شناخته شده، اما به دلیل نیاز به تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی بصورت رکورد به رکورد زلزله هزینه‌بر است. در این مقاله بدون انجام چنین تحلیل‌های زمانبر روش دینامیکی غیرخطی ، با دقت مناسب و با به کارگیری الگوریتم جدیدی که قابلیت استخراج خلاصه منحنی‌های تحلیل دینامیکی افزایشی از نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی را دارد، منحنی‌های تحلیل دینامیکی افزایشی در چندک‌های 16، 50، و 84 درصد استخراج شده‌اند. در ادامه پس از بدست آوردن مشخصه‌های آماری شتاب طیفی زلزله در آستانه‌های پارامتر آسیبی مانند جابجایی نسبی طبقه، بصورت احتمالاتی و همراه با ترسیم منحنی‌های شکنندگی ارزیابی لرزه‌ای سازه‌های مورد بررسی در سطوح عملکردی مختلف انجام شده است. نتایج بدست دهنده میانه شتاب در سطوح عملکردی ایمنی جانی(یعنی در سطح خطر زلزله‌های با دوره بازگشت 475 سال)g 30/1، g 77/0، g 92/0، و g60/0، و آستانه فروریزش(یعنی در سطح خطر زلزله‌های با دوره بازگشت 2475 سال)g 56/1، g 96/0، g15/1، و g 75/0، به ترتیب برای قاب‌های 4، 8، 12، و 16 طبقه می‌باشند. بنابراین نتایج بدست می‌دهد که تنها در قاب 4 طبقه عملکرد مدنظر برای سطوح خطر لرزه‌ای تامین شده است و سایر قاب‌ها نتوانسته‌اند معیارهای عملکردی مورد نیاز را فراهم نمایند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Fragility Analysis of Building Frames with Buckling Resistance Braces Using Incremental Dynamic Analysis Based on Pushover Curve

نویسنده English

Abdol Ghaium Dehvari
Assistant Professor Department of Civil Engineering, University of Velayat, Iranshahr, Sistan and Baluchestan, Iran
چکیده English

In this study, the probabilistic seismic performance of building frames with non-buckling braces has been investigated using the incremental dynamic analysis method based on the pushover curve obtained from the non-linear static analysis. The incremental dynamic analysis method is known as one of the accurate analysis methods for estimating the lateral seismic collapse capacity of structures, but it is costly due to the need for nonlinear dynamic analyzes in a record-by-record approach. In this article, without performing such time-consuming analyzes of incremental dynamic method, with proper accuracy and using the results of non-linear static analysis and applying an algorithm to extract the summary of incremental dynamic analysis curves from the results of non-linear static analysis, incremental dynamic analysis curves have been extracted in quantiles of 16, 50, and 84%, and in the following, after obtaining the statistical characteristics of the earthquake intensity at the thresholds of the damage parameter such as the relative displacement of the floor, the seismic evaluation of the studied structures at different performance levels has been carried out in a probabilistic approach and with the drawing of fragility curves. The results of the average acceleration in the performance levels of life safety (i.e., in the risk level of earthquakes with a return period of 475 years) 1.30 g, 0.77 g, 0.92 g, and 0.60 g, and the threshold of collapse (i.e., in the risk level Earthquakes with a return period of 2475 years) are 1.56 g, 0.96 g, 1.15 g, and 0.75 g for frames of 4, 8, 12, and 16 floors, respectively. Therefore, the results show that only in the 4-story frame, the intended performance for seismic risk levels has been provided, and other frames have not been able to provide the required performance criteria.

کلیدواژه‌ها English

Buckling-Resistant Brace
Fragility Curve
Incremental Seismic Analysis
Seismic Performance Levels
Seismic Risk Level
[1] W. H. Pan, J. Z. Tonga, Y. L. Guo, C. M. Wang. (2020).  Optimal design of steel buckling-restrained braces considering stiffness and strength requirements, Engineering Structures 211 -110437.
[2] Hanieh Abedinia, Seyed Rohollah Hoseini Vaeza, Alireza Zarrineghbalb(2020),Optimum design of buckling-restrained braced frames,Structures, 25-99–112.
[3] Chung-Che Choua, Chia-Hung Hsiaoa, Ze-Bang Chena, Ping-Ting Chungc, Dinh-Hai Phama. (2019).  Seismic loading tests of full-scale two-story steel building frames with self-centering braces and buckling-restrained braces, Thin-Walled Structures 140 -168–181.
[4] Nader Hoveidae, Saeed Radpour. (2020). Performance evaluation of buckling‑restrained braced frames under repeated earthquakes, Bulletin of Earthquake Engineering, https: //doi. org/10. 1007/s10518-020-00983-0.
[5] Yaghoub Mohammadi, Meysam Bagheri Pourasil. (2021). Investigation of steel buildings response equipped with buckling-restrained braces against progressive collapse, Journal of Structural and Construction Engineering, 8(2), pp. 119-140.
[6] Nader Hoveidae, Navid Ahmadi. (2021). Investigation of seismic response of asymmetric buckling restrained braced
frames equipped with zipper struts, Journal of Structural and Construction Engineering, 8(3), pp. 191-204.
[7] Hongmei Zhang, Liumeng Quan, and Xilin Lu. (2022). Experimental Hysteretic Behaviour and Application of an Assembled Self-Centring Buckling-Restrained Brace, Journal of Structural Engineering, ASCE, ISSN 0733-9445.
[8] Seyede Vahide Hashemi, Majid Pouraminian, Abbasali Sadeghi, Somayyeh Pourbakhshian. (2021). Probabilistic Assessment the Seismic Collapse Capacity of Buckling-Restrained Braced Frames Equipped with Shape Memory Alloys, Journal of Structural and Construction Engineering, 8(Special Issue 2), pp. 129-149.
[9] Jia, L-J. Dong, Y. Ge, H. Kondo, K. Xiang, P. (2019). Experimental study on high-performance buckling-restrained braces with perforated core plates. Int J Struct Stabil Dynam, 19(1): 1940004.
[10] Ghowsi, AF. Sahoo, DR. (2019). Effect of loading history and restraining parameters on cyclic response of steel BRBs. Int J Steel Struct, 19(4), 1055–69.
[11] Ghowsi, AF. Sahoo, DR. (2020). Seismic response of SMA-based self-centring buckling-restrained braced frames under near-fault ground motions, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 139, 45–56.
[12] Yutao, P.  Xiaowei, W. ASCE A. M. (2021). Cloud-IDA-MSA conversion of fragility curves for efficient and high-fidelity resilience assessment, J. Struct. Eng, DOI: 10. 1061/(ASCE)ST. 1943-541X. 0002998.
[13] Baltzopoulos, G. Baraschino, R. Iervolino, I. Vamvatsikos, D. (2017). SPO2FRAG: Software for seismic fragility assessment based on static pushover, Bull Earthquake Eng, 15(1), 4399–4425, DOI 10. 1007/s10518-017-0145-3.
[14] The World Bank Group. (2019). Fragility and Vulnerability Assessment Guide, Global Program for Safer Schools, Internet: www. worldbank. org.
[15] Zhu, M. OpenSeesPy Documentation. (2023). Release 3. 4. 0. 7, Apr 02, Web Site:  https: //OpenSeesPy. readthedocs. io/en/latest/
[16] Merritt, S. Uang, C. M, Benzoin, G. (2003). Sub assemblage testing of star seismic buckling restrained braces. TR-2003/04. University of California at San Diego.
[17] American Society of Civil Engineers, ASCE standard, ASCE/SEI 41-17. (2017). Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings. RV.
[18] American Institute of Steel Construction, ANSI/AISC 341-16. (2016). Seismic provisions for structural steel buildings. Illinois.
[19] Federal Emergency Management Agency, FEMA 356. (2000). Pre-Standard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings. Washington, DC.

  • تاریخ دریافت 10 تیر 1402
  • تاریخ بازنگری 22 شهریور 1402
  • تاریخ پذیرش 21 مهر 1402