مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

تحلیل لرزه‌ای سازه‌ فولادی دارای خروج از مرکزیت جرمی تحت تحریک همزمان مولفه‌های انتقالی و دورانی حرکت زمین

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
4 استادیار، گروه مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی طبری بابل، ایران
5 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
10.22065/jsce.2026.558524.3870
چکیده
در این پژوهش رفتار لرزه‌ای یک سازه فولادی آزمایشگاهی دارای خروج از مرکزیت جرمی، تحت تحریک همزمان مولفه‌های انتقالی و دورانی زلزله‌های حوزه دور از گسل با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی فزاینده غیر خطی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از 7 شتابنگاشت سه مولفه‌ای ثبت شده در خاک نوع C استفاده شده و مولفه‌های دورانی آنها با استفاده همزمان از نظریه انتشار امواج و روابط کلاسیک نظریه الاستیسیته و با برنامه‌نویسی در نرم افزارMATLAB تولید شده است. یک سازه فولادی پنج طبقه در دو حالت با و بدون خروج از مرکزیت جرمی، که در نرم افزار اجزای محدود ANSYS مدل‌سازی شده، یک‌بار تحت اثر سه مولفه انتقالی (تحریک سه مولفه‌ای) و بار دیگر تحت اثر همزمان سه مولفه‌ انتقالی و سه مولفه دورانی متناظر (تحریک شش مولفه‌ای) تحلیل شده است. نتایج نشان می‌دهد که در نظر نگرفتن مولفه‌های مستقل دورانی حرکت زمین در تحلیل دینامیکی سازه دارای خروج از مرکزیت جرمی نمی‌تواند اثرات جفت‌شدگی پاسخ‌های انتقالی و دورانی را به درستی تخمین بزند. به گونه‌ای که در اغلب موارد پاسخ در سازه‌های با و بدون خروج از مرکزیت جرمی، تحت تحریک شش مولفه‌ای به طور میانگین حدود 40 درصد بیشتر از نتایج حاصل از تحلیل‌های دینامیکی تحت تحریک سه مولفه‌ای برآورد شده است، به طوری که میزان اثرات فزاینده مولفه‌های دورانی با افزایش سطح خطر زلزله و وارد شدن سازه به مرحله رفتار غیرخطی تغییر می‌کند. خروج از مرکزیت جرمی نیز به طور متوسط تاثیر فزاینده‌ای در حدود 45 درصدی بر پاسخ‌های نیرویی و 55 درصدی بر پاسخ‌های تغییرمکانی ایجاد نموده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Seismic analysis of a steel structure with mass eccentricity under simultaneous excitation of translational and rotational components of ground motion

نویسندگان English

Zahra Arzanian 1
Soroush Safakhah 2
Ehsan Kazeminezhad 3
Leila Kalani Sarokolayi 4
Leila Khan mohammadi 5
1 Ph.D. Candidate, Department of Civil Engineering, Se.C., Islamic Azad University, Semnan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Se.C., Islamic Azad University, Semnan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Ahv.C., Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
4 Assistant Professor, Department of civil engineering, Faculty of Engineering, Tabari University of Babol, Iran
5 Assistant Professor, Department of civil engineering, Faculty of Engineering, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده English

In this study, the seismic behavior of a laboratory steel structure with a moderate mass eccentricity, under simultaneous translational and rotational earthquake components is investigated using nonlinear incremental time history analysis. Seven three-component accelerograms recorded in type C soil were employed, and their rotational components were generated using wave propagation theory and elasticity relations via MATLAB. A 5-story steel frame, with and without mass eccentricity, was modeled in ANSYS, and both models were analyzed under three-component and six-component excitations. According to the analysis results, it is observed that not considering the independent rotational components of ground motion in the dynamic analysis of a structure with mass eccentricity cannot accurately estimate the effects of the interaction of translational and rotational responses. So that in most cases, the response of structures with and without mass eccentricity under six-component excitation was on average about 40 percent greater than the results obtained from dynamic analyses under three-component excitation. In addition, in all analyses, the departure from the center of mass has a significant impact on all structural responses and the probability of its failure. More specifically, such impact is about 45 to 55 percent on all structural responses and the probability of its failure.

کلیدواژه‌ها English

Rotational component of earthquake
Six-component excitation
Departure from center of mass
Seismic analysis
structure response

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 10 تیر 1405

  • تاریخ دریافت 22 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 31 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 10 تیر 1405