مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

ارزیابی عملکرد لرزه‌ای و ظرفیت فروریزش دیوارهای برشی بتن‌آرمه کوپله و غیرکوپله با آرایش‌های مختلف المان مرزی و انواع تیر همبند

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، واحد بین‌الملل کیش، دانشگاه آزاد اسلامی، کیش، ایران
2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
3 گروه مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4 گروه مهندسی عمران، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران
10.22065/jsce.2026.598993.4138
چکیده
دیوارهای برشی بتن‌آرمه منفرد و همبند از سیستم‌های متداول باربر جانبی در ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله هستند. هدف این پژوهش، بررسی اثر آرایش المان‌های مرزی و نوع تیر همبند بر عملکرد لرزه‌ای، ظرفیت فروریزش و کفایت ضرایب طراحی لرزه‌ای شامل ضریب رفتار (R)، ضریب بزرگنمایی تغییرمکان (Cd) و ضریب اضافه‌مقاومت (Ω₀) بر اساس دستورالعمل FEMA P695 است. بدین منظور، ۲۴ مدل ساختمان ۵، ۱۰ و ۱۵ طبقه با آرایش‌های مختلف المان مرزی و تیرهای همبند بتن‌آرمه و فولادی در نرم‌افزار OpenSees مدل‌سازی و با استفاده از تحلیل‌های استاتیکی غیرخطی و تحلیل دینامیکی افزاینده (IDA) ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که در دیوارهای منفرد، استفاده از المان مرزی باکس فولادی نسبت به حالت مسطح، ظرفیت DS4 را در ساختمان‌های ۵، ۱۰ و ۱۵ طبقه به‌ترتیب 6/15، ۵ و 6/17 درصد افزایش داد. همچنین، جایگزینی تیر همبند بتن‌آرمه با تیر فولادی در سیستم دارای المان مرزی مسطح، ظرفیت سطح چهارم خرابی (DS4) را به‌ترتیب 5/1، 1/12 و 4/19 درصد در ساختمان‌های ۵، ۱۰ و ۱۵ طبقه افزایش داد. در ارزیابیFEMA P695، تمامی ۲۴ مدل دارای ACMR بزرگ‌تر از 56/1 و هر هشت گروه دارای میانگین ACMR بزرگ‌تر از 96/1بودند و معیارهای پذیرش را برآورده کردند. نتایج کلی نشان داد که ارتفاع ساختمان، نوع المان مرزی و نوع تیر همبند بر عملکرد لرزه‌ای و ظرفیت فروریزش سیستم‌های مورد مطالعه اثرگذار هستند و نتایج این پژوهش می‌تواند در توسعه و بهبود ضوابط طراحی لرزه‌ای دیوارهای برشی بتن‌آرمه در آیین‌نامه‌های آینده مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Seismic Performance and Collapse Assessment of Coupled and Uncoupled RC Shear Walls with Different Boundary Configurations and Coupling Beam Types

نویسندگان English

sepehr semsar 1
siamak epackachi 2
seyed rasoul mirghaderi 3
Hassan Rezazadeh 4
Babak Aminnejad 4
1 Department of Civil Engineering, Ki.C., Islamic Azad University, Kish, Iran
2 Department of Civil Engineering, College of Engineering, Amirkabir University, Tehran, Iran
3 Department of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, ,Tehran, Iran
4 Department of Civil Engineering, Ro.C., Islamic Azad University, Iran
چکیده English

Reinforced concrete (RC) single and coupled shear walls are widely used lateral force-resisting systems in earthquake-resistant buildings. However, the effects of different boundary element configurations on their seismic performance, collapse capacity, and seismic design factors have not been fully assessed within the FEMA P695 framework. This study investigates the influence of boundary element configurations on RC single and coupled shear walls and evaluates the adequacy of the response modification factor (R), deflection amplification factor (Cd), and overstrength factor (Ω₀). Twenty-four archetype buildings with 5-, 10-, and 15-story heights were designed and analyzed, including planar walls, dumbbell-shaped walls, walls with steel box boundary elements, and corresponding coupled wall systems with reinforced concrete and steel shear coupling beams. Nonlinear fiber-based models were developed in OpenSees, followed by nonlinear static (pushover) and Incremental Dynamic Analyses (IDA) using the ground motions specified by FEMA P695. Collapse capacity and FEMA P695 acceptance criteria were subsequently evaluated. The results show that changes in boundary element configuration, particularly the use of steel box boundary elements, can improve seismic performance, ductility, and collapse capacity. The type of coupling beam also has a noticeable influence on the seismic response and performance of coupled wall systems. Finally, the proposed seismic design factors were assessed against the FEMA P695 acceptance criteria. The findings provide a basis for assessing the seismic adequacy of RC single and coupled shear wall systems and may contribute to the refinement of seismic design provisions for such systems.

کلیدواژه‌ها English

Coupled shear walls
FEMA P695
Collapse margin ratio
Incremental dynamic analysis
OpenSees
ACI 318

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

  • تاریخ دریافت 19 شهریور 1405
  • تاریخ بازنگری 28 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 03 مهر 1405