ارزیابی طراحی لرزه ای ساختمان های بتن آرمه برای زلزله های نزدیک منبع
چکیده
کدهای طراحی لرزه ای اکثراً ادعا می کنند که نیازمندیهایشان منجر به سطح عملکرد (PL) ایمنی جانی (LS) برای ساختمان ها می گردد. این در حالیست که بسیاری از ساختمان ها که براساس کدهای فعلی طراحی شده اند، عملکرد غیر قابل قبولی نشان داده و حتی در برخی اززلزله های اخیر، به ویژه رویدادهای نزدیک منبع ویران شده اند. براین اساس، به نظر می رسد برای ایجاد اطمینان کافی در جامعه مهندسی، مقررات آئین نامه و کدهای لرزه ای به ارتقاء بیشتری نیاز دارند. هدف از اجرای این مطالعه پی بردن به نحوه اثربخشی کدهای IBC 2009 و ACI 318-2014 در تامین LS PL در ساختمان های منظم چند طبقه بتن آرمه با سیستم باربری جانبی و قاب خمشی خاص می باشد. برای این منظور، مجموعه ای از ساختمان های چند طبقه تا 16 طبقه درزلزله خیزترین ناحیه تهران انتخاب و براساس کدها طراحی شدند. سپس، از مجموعه ای از شتاب نگارهای سه مولفه ای نزدیک منبع استفاده و مطابق کد مقیاس بندی شدند، و برای کلیه ساختمان ها یک سری تحلیل های تاریخچه زمانی غیر خطی انجام شد. جابجایی و شتاب بام، و نیروهای برشی پایه محاسبه و همچنین برای ارزیابی عملکرد لرزه ای، روند شکل گیری لولاهای (مفصل) پلاستیکی و توزیع آنها در سازه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای برخی از زلزله ها، عملکرد ساختمان ها از حد LS PL فراتر رفت، و حتی در برخی موارد، به سطح فروریزش و ویرانی می رسند.
1. مقدمه
اکثر کدهای طراحی لرزه ای فعلی برای سیستم های ساختمانی به صورت صریح یا ضمنی ادعا می کنند که طراحی سازه های ساختمان ها براساس نیازمندیهایشان منجر به ایمنی جانی (LS) به عنوان حداقل سطح عملکردشان (PL) می گردد. این در حالیست که برخی از ساختمان ها که براساس مقررات کدهای فعلی طراحی و براساس استانداردهای بالا تحت نظارت خوب ساخته شده اند، PLs غیر قابل قبولی نشان داده، و حتی در برخی از زلزله های اخیر ویران شده اند. همچنین، در بسیاری از موارد، میزان آسیب و خرابی در ساختمان های در معرض زلزله به حدی بالا است که تخریب و بازسازی ساختمان حتمی می شود. براین اساس، به نظر می رسد برای ایجاد اطمینان کافی در جامعه مهندسی، مقررات کد هنوز نیاز به ارتقاء دارند.
4. نتایج
نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای برخی از زلزله های استفاده شده، عملکرد ساختمانها فراتر از سطح عملکرد مورد انتظار است (تجاوز)، و حتی در برخی از موارد، ساختمان ها به سطح فروریزش و ویرانی می رسند. علت این تجاوز، عمدتاً ناشی از اثر شدت بالای تحریک های عمودی زمین می باشد. به علاوه، توزیع لولاهای پلاستیکی در سازه های ساختمان ها یکنواخت نیست، و آنها بسته به ارتفاع و ویژگیهای زلزله ورودی، معمولاً در برخی سطوح خاص از ساختمان ها، متمرکز می شوند. براین اساس می توان ادعا نمود که مقررات کد به ویژه با توجه به لحاظ شدن اثر تکان عمودی زیاد زمین زلزله های نزدیک منبع، نیاز به ارتقاء دارند، تا بدین طریق بتوانند به طراحی ساختمانهایی منجر گردند که به سطح عملکرد ایمنی جانبی مطمئنی می رسند.
Abstract
Seismic design codes mostly claim that their requirements lead to Life Safety (LS) Performance Level (PL) for buildings. This is while many buildings, designed based on the current codes have shown unacceptable performance, and even have collapsed in some recent earthquakes, particularly near-source events. On this basis, it seems that the code provisions still need further improvement to create sufficient confidence in the engineering community. This study has been conducted to find out how IBC 2009 And ACI 318-2014 codes are effective in providing the LS PL in reinforced concrete multi-story regular buildings with special moment frame lateral load bearing system. For this purpose, a set of multi-story buildings up to 16 stories were considered in the highest seismic hazard zone of Tehran, and were designed based on the codes. Then, a set of near-source three-component accelerograms were employed and scaled according to the code, and a series of nonlinear time history analyses were conducted for all buildings. Roof displacement and acceleration, and base shear forces were calculated, and also the formation trend of plastic hinges and their distribution in the structures were investigated for evaluating the seismic performances. Results show that for some earthquakes the buildings performance exceed LS PL, and even in some cases they reach collapse level.
1. Introduction
Most of the current seismic design codes for building systems claim, either explicitly or implicitly, that design of buildings’ structures based on their requirements leads to Life Safety (LS) as their minimum Performance Level (PL). This is while some buildings, designed based on the current codes’ provisions, and constructed based on high standards, under good supervision, have shown unacceptable PLs, even collapse in some recent earthquakes, particularly near-source events. Also in many cases the extent of damage in the earthquake stricken buildings has been so high, that the demolishing and reconstruction of the building have become inevitable. On this basis, it seems that the code provisions still need improvement to create sufficient confidence in the engineering community.
4. Conclusions
Results show that for some of the employed earthquakes the buildings’ performance exceeds the expected performance level, and even in some cases the buildings reach collapse level. This exceedance can be mainly due to the effect of the high intensity of vertical ground excitations. Furthermore, the distribution of plastic hinges in the buildings’ structures is not uniform, and they usually concentrate in some specific levels of the buildings, depending on their height and the input earthquake characteristics. On this basis, it can be claimed that the code provisions still need improvement, particularly with regard to the inclusion of the effect of extensive vertical ground motion of nearsource earthquakes, to lead to design of buildings which confidently achieve the live safety performance level.
چکیده
1. مقدمه
2. ساختمان های انتخاب شده
3. ارزیابی لرزه ای ساختمان های انتخاب شده با NLTHA
4. نتایج
Abstract
1. Introduction
2. The Considered Buildings
3. Seismic Evaluation of the Considered Buildings by NLTHA
4. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه