تخمین نمودار بار افزاینده دینامیکی بر اساس روش N2 مبتنی بر شاخص آسیب پارک- آنگ

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، مازندران

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، مازندران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

10.22065/jsce.2024.414678.3213

چکیده

هدف از این مقاله، تخمین حداکثر جابه‌جایی هدف و عملکرد سازه در سطوح مختلف آسیب تحت تحلیل بار افزاینده دینامیکی (IDA) مبتنی بر مدل شاخص آسیب پارک - آنگ است. روش مذکور بر مبنای تلاقی منحنی ظرفیت پوش‌آور با منحنی تقاضای خطر لرزه‌ای، موسوم به روش N2، و توسعه منحنی بار افزاینده مبتنی بر انرژی، موسوم به IN2، تا قبل از فروریزش است. ازاین‌روی نسبت شتاب پاسخ غیرخطی مبتنی بر شاخص خرابی در دوره تناوب و سطوح مختلف آسیب برای توسعه طیف‌های غیرالاستیک از طیف‌های الاستیک تعیین شد. سپس، به ایجاد ارتباط بین ضریب کاهش مقاومت (R)، شاخص خرابی در سطوح مختلف، و دوره تناوب سازه (R-DI-T) برای پیش‌بینی جابه‌جایی هدف در سطح آسیب موردنظر معروف به نقطه عملکرد پرداخته شد. لازم به ذکر است که روابط پیشنهادی برای تخمین نسبت شتاب پاسخ غیرخطی و ارتباط R-DI-T بر اساس رگرسیون غیرخطی ارائه گردید. بررسی نتایج بر روی پنج مدل، شامل دوپایه پل بتن مسلح صحت سنجی شده، و سه سازه فولادی قاب خمشی 1، 7، و 10 طبقه نشان داد که روش تخمینی در سطح خرابی موردنظر به‌خوبی و با خطای کمتر از 20 درصد نسبت به میانگین پاسخ‌های به‌دست‌آمده از تحلیل تاریخچه زمانی قابل برآورد است. علاوه بر این، مقایسه نمودار بار افزاینده در روش تخمینی و تحلیل تاریخچه زمانی نشان داد که اختلاف نتایج بیش از 20 درصد نیست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The estimation of incremental dynamic analysis diagram based on the N2 method according to the Park-Ang damage model

نویسندگان [English]

  • Rasool N.Farahani 1
  • Gholamreza Abdollahzadeh 2
  • Alireza Mirza Goltabar Roshan 3
1 PhD. Candidate, Department of civil engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 Professor, Department of civil engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
3 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Noshirvani University of ‎Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

This paper aims to estimate the maximum target displacement and structural performance at different damage levels under Incremental Dynamic Analysis (IDA) based on the Park-Ang damage index model. The mentioned method is based on the intersection of the pushover capacity curve with the seismic risk demand curve, known as the N2 method, and the development of the energy-based Incremental Dynamic Analysis (IDA) until the collapse condition. Therefore, the nonlinear response acceleration ratio based on the Park-Ang damage model at different damage levels and periods of vibration was determined to develop the nonlinear response spectra from the elastic ones. Then, a relationship between the strength reduction factor (R), damage model, and period of vibration (R-DI-T) was extended to predict the target displacement at the desired seismic hazard level, known as the performance point. Also, the mathematical equations based on least-square nonlinear regression analysis were obtained to estimate the maximum nonlinear acceleration ratio and R-DI-T relation. Three 1-, 7-, and 10-story steel moment resisting frames and two empirical reinforced concrete (RC) pier were used to evaluate the accuracy of the proposed method. Statistical results show that the difference between estimated and mean displacements obtained from nonlinear time history analysis is not higher than 20%. Also, the mentioned difference is valid for IN2 diagrams achieved from the estimated and direct values.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Target Displacement
  • Damage Index
  • Park-Ang
  • Spectrum
  • Incremental Dynamic Analysis

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 05 بهمن 1402
  • تاریخ دریافت: 12 شهریور 1402
  • تاریخ بازنگری: 26 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش: 05 بهمن 1402