بررسی عملکرد فروریزش لرزه‌یی ساختمان های بتنی کوتاه مرتبه‌ی نامنظم در پلان با رفتار نرم پیچشی در چارچوب FEMA-P695

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

دانشکده ی مهندسی عمران، واحد آذرشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، آذرشهر، ایران

چکیده

در حوزه‌ی ساختمان‌های نامنظم در پلان، شناخت مناسبی از عملکرد فروریزش ساختمان‌های نرم پیچشی در دست نیست. مطالعه‌ی حاضر، به بررسی دقیق‌تر
مسئله‌ی مذکور در ساختمان‌های قاب خمشی بتنی ویژه پرداخته است. نسبت حاشیه‌ی فروریزش، معیار سنجش عملکرد مفروض است. ساختمان‌های نمونه،
در ۴ حالت از توزیع سختی طراحی و عملکرد فروریزش آن‌ها در حالت‌های مختلفی از خروج از مرکزیت جرمی بررسی شده است. مدل‌سازی و تحلیل در نرم‌افزار O‌p‌e‌n‌S‌E‌E‌S صورت گرفته و رفتار خمیری اعضا با روش مفصل خمیری متمرکز شبیه‌سازی شده است. براساس نتایج به‌دست‌آمده، نامنظمی ناشی از توزیع نامتقارن سختی جانبی، تأثیر محسوسی در عملکرد فروریزش مدل‌های ساختمانی نرم پیچشی ندارد. از سوی دیگر، با تغییر موقعیت مرکز جرم در مدل‌ها، حاشیه‌ی ایمنی فروریزش بهبود می‌یابد. به طوری که در حالت خروج از مرکزیت ۳۰\٪، حاشیه‌ی ایمنی مدل‌ها به‌طور متوسط ۱۷\٪ بیشتر از مدل‌های ساختمانی بدون خروج از مرکزیت است. براساس نتایج به‌دست آمده، ضوابط خروج از مرکزیت تصادفی در ساختمان‌های مطالعه شده الزام‌آور نیست.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of Seismic Collapse Performance of Low-rise Plan-irregular Reinforced Concrete Buildings with Torsionally-flexible Behavior using FEMA-P695 Framework

نویسندگان [English]

  • I. Torabpour
  • R. Ketabfroush Badri
D‌e‌p‌t. o‌f C‌i‌v‌i‌l E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g A‌z‌a‌r‌s‌h‌a‌h‌r B‌r‌a‌n‌c‌h, I‌s‌l‌a‌m‌i‌c A‌z‌a‌d U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y
چکیده [English]

A structure is required to show proper performance in regions with a high risk of earthquake, especially when it is an irregular building. In the studies on plan-irregular buildings conducted so far, the seismic collapse performance of torsionally-flexible buildings has not been specifically reported. Generally, a building, which behaves flexibly in torsion, has a fundamental torsional period of vibration that is significantly greater than its fundamental lateral period. However, an adverse situation in terms of vibration periods is observed among the torsionally-stiff types. Compared to the torsionally-flexible buildings, the torsionally-stiff ones show different seismic performance, thus highlighting the necessity of more detailed studies on the torsionally-flexible buildings. The example buildings in the current study were characterized by reinforced concrete special moment-frame systems, including asymmetric stiffness distribution in the plan resulting from changes in the size of the structural elements. The effect of such behavior, i.e., flexibility in torsion, on the collapse performance was then evaluated in different eccentricities. The collapse margin ratio was the proposed performance criteria in this evaluation that quantified how much a building would remain safe during the expected large earthquakes in the area. In this study, OpenSEES software was used to establish and analyze 3D models, and the lumped plastic hinge method was employed to simulate the plastic behavior of elements. According to the results, the plan irregularity corresponding to the asymmetric lateral stiffness distribution had a minor effect on the collapse performance of the torsionally-flexible models. Moreover, the safety margin against the collapse was improved when the mass center displaces on the plan, thus increasing the eccentricity of the studied models. For instance, the safety margin was improved approximately 17 percent when the modeling eccentricity reached 0.3b (b shows the frame spacing). Based on the results, a high plan irregularity did not necessarily mean unfavorable seismic collapse performance in the models with flexible behavior in torsion. In this respect, the code accidental eccentricity provisions were not essential for the proposed building models.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Collapse margin ratio
  • Plan-irregularity
  • Torsionally-flexible building
  • Accidental eccentricity
  • seismic performance