مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

سنجه شدت بهینه برای پیش ‏بینی ظرفیت فروریزش قاب‏ های خمشی فولادی با مهاربندهای دارای آلیاژ حافظه‏ دار

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری عمران-زلزله، گروه مهندسی عمران، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران
2 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران
10.22065/jsce.2026.602056.4143
چکیده
ویژگی‌های مطلوب یک سنجه شدت زلزله بهینه شامل کارایی، کفایت، قابلیت مقیاس‌کردن و قابل پیش‌بینی بودن است. استفاده از چنین سنجه شدتی این امکان را فراهم می‌آورد که ارزیابی احتمالاتی لرزه‌ای سازه‌ها به دو بخش مجزای تحلیل خطر لرزه‌ای و تحلیل پاسخ سازه تقسیم شود و هر بخش به‌صورت مستقل انجام گیرد. تا به حال، عملکرد سنجه‌های شدت برای ارزیابی ظرفیت فروریزش قاب‌های خمشی مجهز به مهاربندهای دارای آلیاژ حافظه‌دار بررسی نشده است. در این مطالعه، کارایی، کفایت و قابلیت مقیاس‌کردن سنجه‌های شدت مختلف برای پیش‌بینی ظرفیت فروریزش این نوع سازه‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، سه سازه ۳، ۶ و ۱۲ طبقه با سیستم قاب خمشی محیطی و مهاربندهای دارای آلیاژ حافظه‏دار طراحی و مدلسازی غیرخطی شدند. تحلیل‌های دینامیکی افزاینده با استفاده از ۷۸ شتاب‌نگاشت انجام شد. یازده سنجه شدت شاملSa(T1) به عنوان شناخته‏شده‏ترین سنجه شدت، و سنجه‏های شدت پیشرفته شامل INp، IB ، FIV3 و SaavgM-D مورد مطالعه قرار گرفتند. کارایی سنجه‌های شدت بر اساس پراکندگی ظرفیت فروریزش، کفایت آن‌ها نسبت به بزرگا و فاصله از گسل، و ضریب مقیاس ارزیابی شد. نتایج نشان داد که سنجه‌های پیشرفته IB، FIV3 و SaavgM-D کارایی بهتری نسبت به Sa(T1) دارند. استفاده از سنجه شدت SaavgM-D به‌جای Sa(T1) موجب کاهش پراکندگی ظرفیت فروریزش به میزان حدود ۶۲، ۵۴ و ۳۷ درصد به ترتیب برای سازه‌های ۳، ۶ و ۱۲ طبقه شد. بنابراین، SaavgM-D به‌عنوان سنجه شدت بهینه معرفی شد که با در نظر گرفتن هم‌زمان اثرات شکل طیف و مدت‌زمان حرکت شدید زمین، از کفایت قابل قبول نسبت به بزرگا و فاصله از گسل برخوردار است و تنها سنجه‌ای است که قابلیت مقیاس‌کردن قابل قبول را برای سازه‌های مورد مطالعه نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Optimal Intensity Measure for Predicting Collapse Capacity of Steel Moment-Resisting Frames with Shape Memory Alloy Braces

نویسندگان English

Elham Javadi 1
Masoud Yakhchalian 2
Mehran Seyed Razzaghi 2
1 Ph.D. candidate in earthquake engineering, Department of Civil Engineering, Qa.c., Islamic Azad University, Qazvin, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Qa.c., Islamic Azad University, Qazvin, Iran.
چکیده English

The desirable characteristics of an optimal earthquake intensity measure (IM) include efficiency, sufficiency, scaling robustness, and predictability. The use of such an intensity measure enables the probabilistic seismic assessment of structures to be divided into two separate components, namely seismic hazard analysis and structural response analysis, with each component being performed independently. To date, the performance of intensity measures in evaluating the collapse capacity of moment-resisting frames equipped with shape memory alloy (SMA) braces has not been investigated. This study evaluates the efficiency, sufficiency, and scaling robustness of various intensity measures for predicting the collapse capacity of such structures. For this purpose, three 3-, 6-, and 12-story structures equipped with SMA braces were designed and nonlinear models were developed. Eleven intensity measures were investigated, including Sa(T₁) as the most widely used conventional intensity measure, as well as advanced intensity measures, including INp, IB, FIV3, and SaavgM-D. The results showed that the advanced intensity measures IB, FIV3, and SaavgM-D exhibited higher efficiency than Sa(T₁). Using SaavgM-D instead of Sa(T1) reduced the dispersion of collapse capacity by approximately 62%, 54%, and 37% for the 3-, 6-, and 12-story structures, respectively. Furthermore, SaavgM-D was identified as the optimal intensity measure for the investigated structures. By simultaneously accounting for the effects of spectral shape and strong-motion duration, SaavgM-D exhibited acceptable sufficiency with respect to magnitude and fault distance and was the only intensity measure that demonstrated adequate scaling robustness.

کلیدواژه‌ها English

Shape Memory Alloy Brace
Seismic Intensity Measure
Steel Moment-Resisting Frame
Collapse Capacity
Efficiency
Sufficiency

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

  • تاریخ دریافت 21 شهریور 1405
  • تاریخ بازنگری 06 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش 10 مهر 1405