توسعه منحنی شکنندگی برای قاب‌های بتن مسلح پیش‌ساخته با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی و مقایسه آن با تحلیل دینامیکی فزاینده

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران دانشگاه بجنورد

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بجنورد

3 عضو هیات علمی دانشگاه بجنورد

چکیده

منحنی شکنندگی احتمال خسارت سازه‌ای را به صورت تابعی از مشخصه‌های حرکت زمین و پارامترهای طراحی بیان می‌کند. به منظور استخراج منحنی شکنندگی برای قاب‌های بتن مسلح پیش ساخته، یک مدل عددی برای اتصالات در این سیستم سازه‌ای بر اساس نتایج آزمایشات انجام شده بر روی نمونه‌های مشابه در سایر تحقیقات، توسعه داده شد. علاوه بر این، با توجه به گستردگی حجم محاسبات در روش تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA)، امکان استفاده از نتایج تحلیل استاتیکی پوش‌اور (SPO) برای استخراج منحنی‌‌های شکندگی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که در تمام سطوح آسیب و تمام سیستم‌های بررسی شده، روش SPO تقریب قابل قبولی از منحنی‌های شکنندگی ارائه می‌دهد. در مجموع، روش SPO احتمال آسیب را به صورت محافظه کارانه حدود 12 درصد بیشتر از روش IDA برآورد می‌کند. با افزایش ارتفاع سازه، آسیب‌پذیری سازه در تمام سطوح آسیب به ازای یک سطح مشخص شدت زلزله افزایش می‌یابد. همچنین نتایج حاکی از آن است که برای یک ارتفاع مشخص، آسیب‌پذیری در قاب‌های پیش‌ساخته نسبت به قاب‌های خمشی افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Development of fragility curves for precast concrete frames comparing the methods of static pushover and incremental dynamic analysis

نویسندگان [English]

  • Aliakbar Yahyaabadi 1
  • Roozbeh Talebkhah 2
  • Mahdi Adibi 3
1 Civil Engineering, Faculty of Engineering, University Of Bojnord, Bojnord
2 Faculty of Engineering, University of Bojnord
3 Assistant professor, Department of civil engineering, Faculty of engineering, University of Bojnord, Bojnord, Iran
چکیده [English]

Fragility curves provide damage probability as a function of ground motion characteristics and design parameters. In this study, we developed fragility curves for the precast reinforced concrete system, used in the construction of buildings in some high earthquake-prone zones in Iran. For accurate seismic demand estimation, we developed a numerical model for the precast beam-to-column connection based on the experimental results presented in the relative research. Incremental Dynamic Analysis (IDA) of the 3 and 5-story frames was conducted under the appropriate ground motion records set. The records database includes 10 far-fault records and10 near-fault records in which 5 records have pulses and 5 records do not have pulses. In IDA, multiple nonlinear dynamic analyses of the frames were performed using the OpenSees software under the ground motion records, each record scaled to several levels of seismic intensity from 0.1g up to the level at which structural collapse occurred. Based on the IDA results, the median and standard deviation values for the construction of the fragility curves were proposed at the four damage states of slight, moderate, extensive and complete. Results demonstrate that for a given seismic intensity level, the precast frames are more seismic vulnerable than the cast-in-place moment resisting frames. At a given level of seismic intensity, seismic vulnerability at four damage sates increases with increasing the height of the frames. The probability of exceeding the complete damage state at the design earthquake level was obtained to be 0.56 and 0.63 for the 3 and 5-story precast concrete frames, respectively.

Considering that incremental dynamic analysis requires large computation efforts, we evaluated the possibility of using the static pushover analysis (SPO) in the development of fragility curves. For this purpose, the fragility curves were derived based on the pushover curves using the SPO2IDA algorithm. The results show that for all considered models at four damage states, the SPO method provides an acceptable approximation of the fragility curves. The accuracy of the SPO method in the development of fragility curves is improved at higher levels of response. The fragility curve of the 3 and 5-story frames for the complete damage state, developed based on the SPO method, is about 8 percent more than the corresponding curve obtained from the IDA method. Generally, for all structural models and all damage states the probability of exceedance obtained from the SPO method is about 12 percent more than that obtained from the IDA method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fragility curve
  • static pushover analysis
  • precast reinforced concrete frames
  • Incremental Dynamic Analysis