ارزیابی روش های مختلف تحلیل در پیشبینی پاسخ لرزه ای سازه‌های بتن مسلح نامنظم در پلان و ارتفاع، تقویت‌شده با مهاربند فولادی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

یکی از روش ­های بهسازی لرزه‌ای در سازه‌های بتن­ آرمه، استفاده از مهاربندهای فولادی می‌باشد. در این پژوهش چهار سازه بتن­ آرمه با دو پلان متفاوت در دو حالت 10 و 15 طبقه موردبررسی قرار می‌گیرند. سازه‌های موردنظر به­ صورت هم­ زمان دارای نامنظمی هندسی در پلان و همچنین نامنظمی در ارتفاع از نوع طبقه نرم می‌باشند. رفتار لرزه­ای سازه ­های دارای ترکیبی از انواع نامنظمی­ ها به­ صورت هم­ زمان کم­تر در گذشته موردتوجه قرار گرفته است که در این تحقیق موردمطالعه قرار می­ گیرد. با تـوجه به پیچیدگی رفتار سازه‌های نامنظم در برابر زلزله و همچنین الزام آیین‌نامه‌ای، در طراحی و ارزیابی مدل‌های اولیه از تحلیل‌های استاتیکی خطی، دینامیکی خطی، استاتیکی غیرخطی و دینامیکی غیرخطی استفاده شده است و نتایج حاصل از روش ­های مختلف تحلیل در پیش بینی پاسخ لرزه­ای سازه­ های اولیه و همچنین سازه­ های بهسازی شده مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه نتایج به‌دست‌آمده از سازه‌های اولیه و سازه‌های تقویت‌شده، حاکی از آن است که استفاده از هر دو نوع مهاربند فولادی زیگزاگی و ضربدری موجب ارتقای قابل‌توجه عملکرد لرزه‌ای سازه‌ها شده است که البته در حالت استفاده از مهاربندهای زیگزاگی عملکرد لرزه­ای مناسب ­تری در سازه بهسازی شده مشاهده گردید. مقایسه نتایج آنالیزهای خطی و غیرخطی روشن نمود اگرچه روش­ های خطی تا حدودی در پیش ­بینی حداکثر تغییر مکان در بام سازه موفق عمل می ­نمایند، تغییر مکان طبقات میانی سازه ­ها و همچنین الگوی تغییر شکل سازه را ممکن است به­ صورت صحیح پیش ­بینی ننمایند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of Different Analysis Methods for Seismic Evaluation of RC Buildings with Irregularities in Plan and Height, Retrofitted Using Steel Bracing

نویسندگان [English]

  • Payam Tehrani
  • Mehdi Salari
Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

     One of the seismic retrofitting methods in concrete structures is the use of steel bracing. The present paper attempts to investigate the seismic response of 4 reinforced concrete structures with 10 and 15 stories and two different plans. The structural models are geometrically irregular in plan and they also have vertical structural irregularities due to the soft story. In this study, the seismic response predicted using different linear and nonlinear analysis methods are compared for the case of structures with combinations of irregularities in plan and height. The effect of combinations of irregularities has not been studied in the past and is not considered in current seismic design provisions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Seismic performance assessment
  • Reinforced concrete structure
  • Plan and elevation irregularities
  • Steel brace
  • Non-linear analyses
آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد 2800)، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، ویرایش چهارم، 1393.
سالاری م، "ارزیابی عملکرد لرزه‌ای سازه‌های بتن آرمه نامنظم در پلان و ارتفاع، تقـویت شده با مهاربند فولادی"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گرایش سازه، دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، 1397.
دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود، نشریه شماره 360، تهران، ویرایش اول، 1392.
مظلوم م، احمدی ­نژاد س ع، "تأثیـر تیر پیوند برشی قائم در ساختمان‌های بتنی بهسازی شده بر عملکرد اجزای سازه و ضریب رفتار"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، 1396، 47 (4)، 85-96.
Ahmad N, Masoudi M, “Eccentric steel brace retrofit for seismic upgrading of deficient reinforced concrete frames”, Bulletin of Earthquake Engineering, 2020, 19, 1-35.
Akbari R, Maheri MR, “Analytical investigation of response modification (behaviour) factor, R, for reinforced concrete frames rehabilitated by steel chevron bracing”, Structure and Infrastructure Engineering, 2013, 9 (6), 507-15.
ASCE-07, “Minimum Design Loads for Buildings and other Structures”, American Society of Civil Engineers, 2010.
ASCE standard ASCE/SEI 41-17, “seismic evaluation and retrofit of existing buildings”, American Society of Civil Engineers, 2017.
Badoux M, Jirsa JO, “Steel bracing of RC frames for seismic retrofitting”, Journal of Structural Engineering, 1990, 116 (1), 55-74.
Chintanapakdee C, Chopra A, “Seismic Response of Vertically Irregular Frames: Response History and Modal Pushover Analyses”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 2004, 1177-1185.
Hemmati A, Kheyroddin A, Farzad M, “Experimental Study of Reinforced Concrete Frame Rehabilitated by Concentric and Eccentric Bracing”, Journal of Rehabilitation in Civil Engineering, 2020, 8 (1), 97-108.
Jamnani HH, Abdollahzadeh G, Faghihmaleki H, “Seismic fragility analysis of improved RC frames using different types of bracing”, Journal of Eng. Science and Technology, 2017, 12 (4), 913-934.
Javadi P, Yamakawa T, “Retrofitting of RC Frames by Steel Braced Frames Utilizing a Hybrid Connection Technique”, Journal of Advanced Concrete Technology, 2013, 11 (3), 89-107.
Kafi M, Kheyroddin A, Omrani R, “New Steel Divergent Braced Frame Systems for Strengthening of Reinforced Concrete Frames”, International Journal of Engineering, 2020, 33 (10), 1886-1896.
Karimi R, Rahimi S, “Performance-based plastic design for seismic rehabilitation of high rise frames with eccentric bracing and vertical link”, Earthquakes and Structures, 2019, 17 (6), 623.
Kheyroddin A, Sepahrad R, Saljoughian M, Kafi MA, “Experimental evaluation of RC frames retrofitted by steel jacket, X-brace and X-brace having ductile ring as a structural fuse”, Journal of Building Pathology and Rehabilitation, 2019, 4 (1), 11.
PEER Ground Motion Database, available at http://peer.berkeley.edu., Accessed March 2018.
Qiao S, Han X, Zhou K, “Bracing configuration and seismic performance of reinforced concrete frame with brace”, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 2017, 26 (14), 1381.
Rodriguze M, Park R, “Repair and Strengthening of Reinforced Concrete Buildings for Seismic Resistance”, Earthquake Spectra, 1991, 7 (3), 439-459.
Sugano S, “Study of the Seismic Behaviour of Retrofitted Reinforced Concrete Building”, Proceedings ASCE, 89 Structures Congr. Sanfrancisco, CA, U.S.A, 1989.
Sukrawa M, “Staged analysis of RC frame retrofitted with steel braces in low and medium-rise buildings”, Journal of procedia Engineering, 2017, 171, 1002-1009.
TahamouliRoudsari M, Entezari A, Hadidi M, Gandomian O, “Experimental assessment of retrofitted RC frames with different steel braces”, Structures, 2017, 11, 206-217.
Xiong Z, Chen X, Wang Y, Zhang C, Zhuge Y, “Shaking table tests on braced reinforced concrete frame structure across the earth fissure under earthquake”, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 2019, 28 (1), 1559.
Youssef MA, Ghaffarzadeh H, Nehdi M, “Seismic performance of RC frames with concentric internal steel bracing”, Engineering Structures, 2007, 29 (7), 1561-1568.