ارزیابی عملکرد زلزله ای ساختمان های بتن آرمه (RC) تحت زلزله های میدان نزدیک
چکیده
حرکات میدان نزدیک زمین در مقایسه با حرکات میدان دور زمین، تحت تأثیر شدیدتر واکنش زلزله ای سازه قرار می گیرند. دلیل این مسئله این است که حرکات منبع نزدیک زمین با جهت مندی به سمت جلو، حاوی دوره های پالس بلند هستند. بنابراین تأثیرات تراکمی (تأثیرات انباشته) ثبت های (سوابق ثبت شده) گسل دور خیلی جزئی هستند. خسارت و فروپاشی سازه های مهندسی که در زلزله های دهه گذشته مشاهده شد نشاندهنده پتانسیل خسارت در سازه های موجود تحت حرکات میدان نزدیک زمین است. یک موضوع مهم مطالعه شده توسط مهندسان زلزله بعنوان بخشی از یک رویکرد عملکرد-محور، تعیین تقاضا و ظرفیت فروپاشی تحت زلزله میدان نزدیک است. روشهای مختلفی برای ارزیابی عملکرد ساختمانی زلزله ای بعنوان بخشی از توسعه یک مهندسی زلزله عملکرد-محور پیشنهاد شده است. مطالعه حاضر نتایج خصوصیات مهم حرکات گسل نزدیک زمین در هنگام واکنش زلزله ای سازه های بتن آرمه را با استفاده از روش تحلیل پویای غیرخطی افزایشی (IDA) بررسی کرده است. بخاطر این حقیقت که حرکات مختلف زمین منجر به طرح های "شدت در مقابل واکنش" مختلفی می گردد، این تحلیل بار دیگر تحت حرکات مختلف زمین انجام می شود تا میانگین های آماری مهمی بدست آید. برای انجام ارزیابی های ساختمانی غیرخطی از نرم افزار OpenSees استفاده کردیم. مدلسازی عددی نشان داد که نتایج منبع نزدیک باعث می شوند که قسمت عمده انرژی زلزله ای از گسیختگی در یک پالس دوره طولانی منسجم منفرد بصورت حرکت و جابجایی های دائمی زمین ظاهر شود. و در نهایت اینکه آسیب پذیری ساختمان های بتن آرمه را می توان بر اساس تأثیرات حرکات گسل نزدیک و پالس-مانند زمین ارزیابی کرد.
مقدمه
حرکات میدان نزدیک زمین تحت تأثیر جهت انتشار گسیختگی بسوی سایت (تأثیر جهت مندی بطرف جلو) و جابجایی باقیمانده بعلت تغییر شکل تکتونیک (تأثیر مرحله تکان) قرار می گیرند. جهت مندی بطرف جلو بخاطر سرعت انتشار گسیختگی گسل به سمت سایت رخ میدهد، که این سایت نزدیک سرعت موج برشی است. شکل موج های مرحله تکان توسط جابجایی های دوخم در جهت موازی با شیب، و پالس های سرعت یکسوی (یک جهته) بزرگ توصیف می شوند. (علوی و کراوینکلر 2001؛ استوارت و همکارانش 2002؛ وفایی و همکارانش 2011). حتی با اینکه اهمیت پدیده های منبع نزدیک خوبی شناخته شده است، اما تعریف واضحی از رابطه بزرگی-فاصله وجود ندارد که مرزیهای گسل دور را تعیین کند. چندین تعریف توسط کمپل (1981)، بولت و آبراهامسون (1982)، کرینیزکی و چانگ (1987)، هودسون (1988)، آمبراسیز و منیو (1988)، بامر (1991)، مارتینز-پیریرا و بامر (1998)، و مارتینز-پیریرا (1999) ارائه شده است که تلاش کرده اند مرزهای بزرگی را بر اساس ثبت های گسل نزدیک از زلزله های مخرب تعیین کنند. از چندین پارامتر (مانند شدت Arias و PGA) برای مطالعه دامنه، انرژی، محتوای بسامد، و طول مدت ثبت های حرکات قوی استفاده شده است (آریاس 1970؛ یانگ و وانگ 2012؛ اسپای راکوز و همکارانش 2008).
نتیجه گیری ها
همانطور که گفتیم مطالعه حاضر عملکرد ساختمانی زلزله ای ساختمان های بتن آرمه را تحت ثبت های (سوابق ثبت شده) حرکات گسل نزدیک و گسل دور زمین بر اساس روشهای تحلیل پویای افزایشی ارزیابی می کند. به همین دلیل ساختمان های 6، 10 و 15 طبقه مورد مطالعه قرار گرفتند. مدلسازی عددی اجرا شده در این مطالعه نشان داد که ساختمان های بتن آرمه در حضور پالس های سرعت در تاریخچه زمانی سرعت، تحت شرایط مورد نیاز تغییر شکل فیزیکی بزرگی می باشند. اینکار مستلزم صرف کردن انرژی زیادی در یک یا چند چرخه از "محدودیت های ناکشسان ساختمانی" می باشد. این شرایط مورد نیاز این الزام را ایجاد می کند که ساختمان باید از ظرفیت شکل پذیری محدودی پیروی کند. برعکس، حرکات گسل دور، بتدریج انرژی را وارد سیستم می سازند. اگرچه بطور میانگین تقاضاهای تغییر شکل کمتر از ثبت های گسل نزدیک هستند، اما سیستم های ساختمانی تابع چرخه های ناکشسان بیشتری هستند. بنابراین تأثیرات تراکمی (تأثیرات انباشته) ثبت های گسل دور، جزئی هستند.
نتایج مدلسازی نشان داد که برای دو زلزله با شرایط تقریباً یکسان، مقادیر جابجایی بیشتری در ثبت گسل نزدیک بدست آمد. جابجایی های کلی و نسبی، همراه با ارتفاع ساختمان افزایش می یابد. رفتار غیرخطی در ساختمان های بلندتر مهمتر است و دامنه غیرخطی در مقادیر صدک کمتری بدست می آید.
Abstract
Near-field ground motions are significantly severely affected on seismic response of structure compared with far-field ground motions, and the reason is that the near-source forward directivity ground motions contain pulse-long periods. Therefore, the cumulative effects of far-fault records are minor. The damage and collapse of engineering structures observed in the last decades’ earthquakes show the potential of damage in existing structures under near-field ground motions. One important subject studied by earthquake engineers as part of a performance-based approach is the determination of demand and collapse capacity under near-field earthquake. Different methods for evaluating seismic structural performance have been suggested along with and as part of the development of performance-based earthquake engineering. This study investigated the results of illustrious characteristics of near-fault ground motions on the seismic response of reinforced concrete (RC) structures, by the use of Incremental Nonlinear Dynamic Analysis (IDA) method. Due to the fact that various ground motions result in different intensity-versus-response plots, this analysis is done again under various ground motions in order to achieve significant statistical averages. The OpenSees software was used to conduct nonlinear structural evaluations. Numerical modelling showed that near-source outcomes cause most of the seismic energy from the rupture to arrive in a single coherent long-period pulse of motion and permanent ground displacements. Finally, a vulnerability of RC building can be evaluated against pulse-like near-fault ground motions effects.
Introduction
Near-field ground motions are affected by direction of rupture propagation to site (forward directivity effect) and residual displacement due to tectonic deformation (flingstep effect). Forward directivity occurs because the propagation velocity of fault rupture toward a site is close to the shear wave velocity. Fling-step waveforms are characterized by offset displacements in the slip-parallel direction, and large, unidirectional velocity pulses (Alavi and Krawinkler 2001; Stewart et al. 2002; Vafaie et al. 2011). Even though the importance of near-source phenomena is well known, there is no clear definition of the distance– magnitude relation which constitutes the far-fault boundary. Several definitions have been given by, e.g., Campbell (1981), Bolt and Abrahamson (1982), Krinitzky and Chang (1987), Hudson (1988), Ambraseys and Menu (1988), Bommer (1991), Martinez-Pereira and Bommer (1998), Martinez-Pereira (1999), who have made an effort to determine the distance magnitude boundary based on nearfault records from destructive earthquakes. Several parameters, such as PGA and Arias intensity, have been used to study the amplitude, energy, frequency content, and duration of the strong motion records (Arias 1970; Yang and Wang 2012; Spyrakos et al. 2008).
Conclusions
As noted, the present study evaluated the seismic structural performance of reinforced concrete buildings under near- and far-fault ground motion records, based on incremental dynamic analysis methods. For this purpose, 6, 10 and 15 storey buildings have been studied. The numerical modeling carried out in this study showed that the reinforced concrete buildings are under large deformation requirements in the presence of velocity pulses in velocity time history. This requires a considerable amount of energy to be wasted in one or more cycles of Structural Plastics Limited. This requirement makes the structures to meet with limited ductility capacity. In contrast, far-fault motions enter input energy into the system gradually. Although, on average, deformation demands arelessthanthoseinthe near-fault records, structural systems are subjected to more plastic cycles. Therefore, the cumulative effects of far-fault records are minor.
The modeling results indicate that for two earthquakes with nearly identical conditions, more displacement values are obtained in the near-fault record. Overall and relative displacement increases along with the building height. Nonlinear behavior in taller buildings is more important and nonlinear range is met in less percentile values.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
مقدمه
حرکات پالس-مانند زمین
ظرفیت فروپاشی
مدل های عددی و سازه های تحلیل شده
ثبت های حرکات زمین
نتایج و بحث
ارزیابی واکنش زلزله ای ساختمان ها
نتایج تحلیل پویای افزایشی (منحنی های IDA)
نتیجه گیری ها
Abstract
Introduction
Pulse-like ground motions
Collapse capacity
Numerical models and structures analyzed
Ground motion records
Results and discussion
Seismic response evaluation of buildings
Incremental dynamic analysis results (IDA curves)
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