چکیده
یک ارزیابی در مورد شکنندگی لرزشی، برای ساختارهای قاب بتنی مسلح (RC) انجام‌شده است که این سازه‌ها، نشان‌دهنده‌ی یک نمونه‌ی عمومی از سازه‌هایی است که در دهه‌ی 1980 در قسمت مرکزی ایالات‌متحده رایج بوده است. عملکرد این سازه‌های تقویت نشده، برحسب روابط شکنندگی ارائه‌شده است که احتمال عبور از حد عملکردی را با شدت زلزله، مرتبط می‌کند. علاوه بر این، روابط شکنندگی لرزشی نیز برای ساختارهای تقویت‌شده، مبتنی بر سه فن تقویت و سطوح عملکردی مختلف، توسعه‌یافته است. منحنی‌های شکنندگی نیز برای ساختارهای تقویت‌شده، با ساختارهای تقویت نشده مقایسه شده است. برای توسعه منحنی‌های شکنندگی لرزشی، محدودیت‌های رانش کلی FEMA 356 با محدودیت‌های رانش مبتنی بر FEMA 356 با در نظر گرفتن معیار در سطح اعضای ساختاری، مقایسه شده است. به‌علاوه، یک مدل پیش‌بینی برش منگنه‌ای نیز در این مقاله استفاده‌شده است تا بتوان یک کران بالا برای حد رانش مشخص کرد. حدود عملکردی مبتنی بر محدودیت‌های کمی اضافی نیز در این مطالعه در نظر گرفته‌شده است.
درجه‌های مختلف از کاهش در شکنندگی لرزشی، از طریق استفاده از این سه فن تقویت ایجاد شد. منحنی‌های شکنندگی نیز با منحنی‌های ساختارهای RC که در دیگر مطالعه‌ها به‌دست‌آمده بود مقایسه شد و مشخص شد که نتایج مبتنی بر روش‌های مورداستفاده در این مطالعه نیز قابل‌قبول هستند.
واژه‌های کلیدی:
بتن، تقویت‌شده؛ صفحات بتونی؛ ساختمان‌ها مقاوم‌سازی تجزیه‌وتحلیل لرزه‌ای؛ قابلیت اطمینان
Abstract
An assessment of seismic fragility was conducted for a reinforced concrete (RC) frame structure representative of 1980s construction in the Central United States. The performance of the unretrofitted structure is presented in terms of fragility relationships that relate the probability of exceeding a performance level to the earthquake intensity. In addition, seismic fragility relationships were developed for the retrofitted structure based on three possible retrofit techniques and several performance levels. Fragility curves for the retrofitted structure were compared with those for the unretrofitted structure.
For development of seismic fragility curves, the FEMA 356 global drift limits were compared with drift limits based on the FEMA 356 member-level criteria. In addition, a punching shear prediction model was used to establish an upper bound drift limit. Performance levels based on additional quantitative limits were also considered. Varying degrees of reduction in the seismic fragility were demonstrated through the use of the three selected retrofit techniques. The fragility curves were compared to those for RC structures derived in other studies and it was found that the results based on this study are comparable.
چکیده
- مقدمه
- حوزه و اهداف تحقیقاتی
- پیش زمینه ی مطالعاتی
- توسعه ی منحنی های شکنندگی
- معیار حالت حدی برای توسعه ی منحنی های شکنندگی
- حدود سطح کلی FEMA 356
- حد های سطح اعضا FEMA 356
- محدودیت های کمی
- تحلیل شکنندگی لرزشی با استفاده از حرکات Wen و Wu
- حدود حالت کلی FEMA 356
- حدود FEMA 356 در سطح اعضا
- حدود کمی
- تحلیل شکنندگی لرزشی با استفاده از حرکات Rix و Fernandez – Leon
- مقایسه های بیشتر در رابطه با منحنی های شکنندگی
- حالت عمومی
- منحنی های شکنندگی ایجاد شده توسط Wen و همکارانش
- منحنی های شکنندگی HAZUS
- منحنی های شکنندگی توسعه یافته توسط Erberik و Elnashai
- خلاصه و جمع بندی ها
منابع
خلاصه و جمع‌بندی‌ها
- تحلیل شکنندگی لرزشی برای یک ساختمان تقویت‌شده‌ی بتنی 5 طبقه (RC) با تاوه ی صاف که یک نمونه از ساختمان‌های رایج در دهه‌ی 1980 در قسمت میانی آمریکا می‌باشد، در این مطالعه انجام شد. سه فن تقویت بر روی ساختمان موردمطالعه اجرا شد تا بتوان عملکرد لرزشی این ساختمان را ارتقا داد که این فن‌های تقویت شامل اجرای دیوارهای برشی، اضافه کردن پوشش‌های بر روی ستون‌های RC و محدود کردن قسمت لولای پلاستیک ستون‌ها با استفاده از صفحه‌های فولادی اتصالی [9] بود و سپس تأثیر این تقویت‌ها ازنظر شکنندگی لرزشی مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه جمع‌بندی‌ها مبتنی بر نتایج این مطالعه را مشاهده خواهید کرد.
- حدود رانش متناظر با حدود چرخش پلاستیک در سطح اعضا مبتنی بر FEMA 356، با استفاده از فن‌های تحلیل بار افزون استاندارد و تحلیل بار افزون پاسخ بحرانی ( طبقه به طبقه)مشخص شدند. حدود رانش مبتنی بر معیار سطح اعضای FEMA 356 به‌صورت محسوس نسبت به حدود سطح سراسر FEMA 356 کمتر بود. این بدین علت رخ می‌دهد که معیار سطح اعضا، کمبود تقویت‌های لرزشی و طراحی برای ساختمان‌های قدیمی US را بهتر نشان می‌دهد درحالی‌که حدود رانش سراسر بیشتر برای ساختمان‌هایی با تقویت‌های مناسب، کارایی دارند. درنتیجه، احتمال عبور از هر حالت حدی مبتنی بر حدود رانش در سطح اعضای FEMA356 نسبت به مقادیر حالت سراسر، بیشتر می‌باشد.
- به دلیل این‌که شتاب طیفی مدنظر می‌تواند در شرایط تقویت ساختمان تغییرات زیادی داشته باشد، بیشترین شتاب حرکات زمین (PGA) در این قسمت برای مقایسه ساختمان‌های تقویت‌شده و تقویت نشده مورداستفاده قرار گرفت. منحنی‌های شکنندگی مبتنی بر معیار سطح سراسر FEMA 356 نشان داد که اضافه کردن دیوارهای برشی منجر به کاهش احتمال‌های عبور از هر حد عملکردی برای مقادیر PGA بیشتر از 25g می‌شود [ اشغال فوری (IO)، امنیت جانی (LS) و پیش‌گیری از سقوط (CP)]. پوشش‌های ستون RC منجر به کاهش احتمال عبور از هر حالت حدی می‌شود؛ اما محدود کردن نواحی لولای پلاستیک ستون‌ها با استفاده از صفحه‌های فولادی، حالت شکنندگی مشابه با ساختمان‌های تقویت نشده را ایجاد می‌کند.
- منحنی‌های شکنندگی توسعه‌یافته با استفاده از معیار سطح اعضای FEMA 356 نشان می‌دهد که استفاده از دیوارهای برشی و محدود کردن انتهای ستون‌ها، کمترین تأثیر را بر روی IO دارند اما برای کاهش شکنندگی برای LS و CP مؤثر هستند،مخصوصاً برای مقادیر PG تا 4g. ایجاد پوشش بر روی ستون‌ها نیز بیشترین کاهش در شکنندگی برای IO و LS را ایجاد می‌کند و در CP نیز مقدار کاهش مطلوبی را فراهم می‌کند.
- برای حدود رانش کمی دیگر، اضافه کردن دیوارهای برشی بیشترین کاهش محسوس در شکنندگی برای اولین حالت تسلیم (FY) و شروع مکانیم پلاستیک (PMI) را ایجاد کرد. استفاده از پوشش‌های ستون نیز یک کاهش متوسط در شکنندگی برای حالت FY و یک حالت محسوس‌تر برای PMI را ایجاد کرد. استفاده از روش محدودسازی انتهای ستون‌ها کاهش کمی در شکنندگی برای هر دو حالت FY و PMI ایجاد کرد.
- منحنی‌های شکنندگی ایجادشده با استفاده از حرکات Wen و Wu و مجموعه‌ی ایجادشده توسط Rix و Fernandez-Leon در این مطالعه برای سازه‌های تقویت نشده، مقایسه شدند. منحنی‌های شکنندگی مبتنی بر مدل Rix و Fernandez-Leon برای هر حالت حدی، حالت محافظه‌کارانه‌ی بیشتری داشتند.منحنی‌های شکنندگی برای موارد مطالعه‌ی تقویت نشده، با منحنی‌های دیگر مطالعه‌ها مقایسه شد. مقایسه‌ها نشان داد که منحنی‌های شکنندگی تطابق خوبی با یک سازه‌ی قاب گشتاور RC سه‌طبقه و یک سازه‌ی قاب گشتاور RC با ارتفاع متوسط بر اساس قانون طراحی HAZUS دارند. مقایسه‌های نسبت ضعیفی نیز با منحنی‌های شکنندگی برای یک ساختار RC پنج طبقه با تاوه ی صاف با دیوارهای داخلی از نوع بنایی شد که این مقایسه‌ی ضعیف احتمالاً به دلیل تفاوت‌های ذاتی در رفتار این دو نوع ساختمان می‌باشد.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.