مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

ارزیابی شکنندگی و عملکرد فروریزش قاب‌های فولادی مهاربندی‌شده دولایه با ارتفاع‌های مختلف با لحاظ اندرکنش خاک - سازه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، قائم‌شهر، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، قائم‌شهر، ایران
3 - استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، قائم‌شهر، ایران
4 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران
10.22065/jsce.2026.593081.4080
چکیده
سوله‌های فولادی مهاربندی‌شده چندلایه، به‌دلیل تمرکز جرم در بام و نبود دیافراگم در ترازهای میانی، رفتاری متفاوت از قاب‌های مهاربندی‌شده چندطبقه دارند. از سوی دیگر، انعطاف خاک و پی می‌تواند پاسخ لرزه‌ای این سازه‌ها را تغییر دهد. بااین‌حال، اثر هم‌زمان ارتفاع و اندرکنش خاک-سازه بر شکنندگی و عملکرد فروریزش این نوع سازه‌ها در مطالعات پیشین کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، سه سوله فولادی مهاربندی‌شده دولایه با ارتفاع‌های 6، 8 و 12 متر در دو حالت پای صلب و دارای اندرکنش خاک-سازه مدل‌سازی شدند. رفتار غیرخطی اعضا، کمانش و خستگی کم‌چرخه مهاربندها و انعطاف خاک و پی با فنرهای غیرخطی وینکلر در OpenSees لحاظ شد. سپس تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل دینامیکی افزایشی تحت 22 رکورد دور از گسل FEMA P695 انجام شد و منحنی‌های شکنندگی و شاخص‌های ارزیابی فروریزش استخراج شدند. نتایج نشان داد که اثر اندرکنش خاک-سازه با افزایش ارتفاع تشدید می‌شود. این اثر بر کفایت فروریزش محدود بود، اما در سطوح خرابی خفیف و متوسط قابل‌توجه بود؛ ازاین‌رو، باید در ارزیابی عملکرد لرزه‌ای این سازه‌ها لحاظ شود. سازه 12 متری در هر دو حالت پای صلب و دارای اندرکنش خاک-سازه معیار پذیرش فروریزش را تأمین کرد، در حالی که سازه‌های 6 و 8 متری در هر دو حالت مردود شدند. این نتیجه نشان داد که در سازه‌های بررسی‌شده، استفاده مستقیم از ضوابط طراحی قاب‌های مهاربندی‌شده چندطبقه، بدون کنترل‌های اختصاصی پاسخ لایه‌ها، ممکن است برای تأمین عملکرد فروریزش کافی نباشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Seismic Fragility and Collapse Performance Assessment of Two-Tiered Steel Braced Frames of Varying Heights Considering Soil-Structure Interaction

نویسندگان English

Shabnam Ghasemi Tabrizi 1
Sayyed Ghasem Jalali 2
Maysam Ghasemi Naghibdehi 3
Ali Seyedkazemi Ardabili 4
Mobin Afzali Rad 2
1 Ph.D. Student, Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran
2 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University, Qaemshahr, Iran
4 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University, Amol, Iran
چکیده English

Steel multitiered braced industrial buildings exhibit seismic behavior different from that of conventional multistory braced frames because most of their mass is concentrated at the roof level and no floor diaphragm exists at the intermediate tier levels. Moreover, soil and foundation flexibility may alter their seismic response. Nevertheless, the combined influence of structural height and soil–structure interaction on the seismic fragility and collapse performance of these systems has received limited attention. In this study, three two-tiered steel braced industrial buildings with heights of 6, 8, and 12 m were modeled under fixed-base and soil–structure interaction conditions. Member nonlinearity, brace buckling and low-cycle fatigue, and soil–foundation flexibility represented by nonlinear Winkler springs were incorporated in OpenSees. Nonlinear static and incremental dynamic analyses were then performed using 22 FEMA P695 far-field ground motions, and seismic fragility curves and collapse-performance indices were derived. The results showed that the influence of soil–structure interaction became more pronounced as structural height increased. Its influence on collapse performance was limited, whereas more pronounced effects were observed at the slight and moderate damage states; therefore, it should be considered in the seismic performance assessment of these structures. The 12-m structure satisfied the collapse acceptance criterion under both fixed-base and soil–structure interaction conditions, while the 6- and 8-m structures failed to meet the criterion. For the examined archetypes, the results indicated that direct application of conventional multistory braced-frame provisions, without tier-specific response checks, may not ensure adequate collapse performance.

کلیدواژه‌ها English

Multitiered braced frame
Soil–structure interaction
Fragility Curves
Collapse assessment
FEMA P695

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 03 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 30 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 27 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 03 شهریور 1405