ارزیابی رفتار دیوار برشی بتنی مسلح دارای گشودگی نامنظم تحت زلزله ی حوزه ی نزدیک گسل

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

دانشکده ی مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در نوشتار حاضر، برای درک جامعی از رفتار دیوار برشی با گشودگی نامنظم تحت زلزله‌ی حوزه‌ی نزدیک گسل، دو ساختمان ۵ و ۱۰ طبقه در نرم‌افزار ایتبس طراحی و دیوارهای برشی در نرم‌افزار آباکوس مدل‌سازی شده‌اند. سپس برای راستی‌آزمایی از مدل آزمایشگاهی آگودا و عرب‌زاده استفاده شده است. با تغییر پارامترهای موقعیت و ابعاد گشودگی‌ها تحت زلزله‌ی نزدیک گسل طبس، نتایج نشان داد که برای هر دو مدل با افزایش فاصله‌ی افقی میان دو گشودگی، برش پایه، تغییرمکان نسبی و انرژی جذب شده افزایش پیدا کرده است. با قرار گرفتن گشودگی در پای دیوار، برش پایه در مدل ۱۰ طبقه نسبت به مدل ۵ طبقه کاهش بیشتری داشته است. حذف گشودگی در طبقه‌ی اول باعث افزایش برش پایه در مدل ۵ طبقه شده است، ولی در مدل ۱۰ طبقه تأثیر چندانی نداشته است. جهت بررسی اثر گشودگی با تغییر عرض و ارتفاع آن و با ثابت نگاه داشتن مساحت بیشینه‌ی گشودگی (۳۰\٪) در هر نمونه مشاهده شد که تغییر عرض گشودگی باعث کاهش بسیار کمتر برش پایه در نمونه‌ها شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of behavior of reinforced concrete shear wall with irregular opening due to near-fault earthquake

نویسندگان [English]

  • A. Arabzade
  • A.P Gholamrezaie
F‌a‌c‌u‌l‌t‌y o‌f C‌i‌v‌i‌l a‌n‌d E‌n‌v‌i‌r‌o‌n‌m‌e‌n‌t‌a‌l T‌a‌r‌b‌i‌a‌t M‌o‌d‌a‌r‌e‌s U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y
چکیده [English]

The increasing need for tall buildings seems to be more prominent than ever with the growth of urbanization and the reduction of urban space. The seismic performance of tall buildings against earthquake and wind forces is known as their main feature. Therefore, these structures should benefit from sufficient strength and rigidity against these forces. Shear wall is recognized as one of the solutions for the stability of the structures against earthquake and wind forces. In this paper, two 5- and 10-story buildings were designed in ETABS software, and shear walls were modeled in Abaqus software to gain a comprehensive understanding of the behavior of shear walls with irregular openings under near-fault earthquakes. The examined structure is built in the city of Tehran with high seismicity. The height of the stories is 3.2 m in both models. The soil type, the design basic acceleration, and the importance factor of the structure were set at types II, 0.35, and 1, respectively. The structure has a system in two directions (medium reinforced concrete bending frame + special reinforced concrete shear wall). The response modification coefficient, deflection amplification factor, and over strength factor are equal to 6.5, 5, and 2.5, respectively. Aguda and Arabzadeh laboratory models were then used for validation. The results of changing the position parameters and the dimensions of openings revealed that the base shear, relative displacement, and absorbed energy increased for both models by increasing the horizontal distance between the two openings. The 10-story model showed more reduction in the base shear than the 5-story model upon creating an opening at the wall base. The base shear of the 5-story model increased by eliminating the opening on the first story, but it barely affected the 10-story model. In the largest opening area, the base shear exhibited a much smaller decrease in the sample with different opening widths than that with different opening heights.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shear Wall
  • Irregular Opening
  • Near-fault
  • Base Shear
\شماره٪٪۱ M‌o‌s‌o‌a‌r‌c‌a, M. a‌n‌d S‌t‌o‌i‌a‌n, V. ``S‌e‌i‌s‌m‌i‌c e‌n‌e‌r‌g‌y d‌i‌s‌s‌i‌p‌a‌t‌i‌o‌n i‌n s‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌a‌l r‌e‌i‌n‌f‌o‌r‌c‌e‌d c‌o‌n‌c‌r‌e‌t‌e w‌a‌l‌l‌s w‌i‌t‌h s‌t‌a‌g‌g‌e‌r‌e‌d o‌p‌e‌n‌i‌n‌g'', {\i‌t A‌p‌p‌l‌i‌e‌d E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g S‌c‌i‌e‌n‌c‌e}, {\b‌f 2}(15), p‌p. 71-78 (2012,b). \شماره٪٪۲ M‌o‌s‌o‌a‌r‌c‌a, M. ``S‌e‌i‌s‌m‌i‌c b‌e‌h‌a‌v‌i‌o‌u‌r o‌f r‌e‌i‌n‌f‌o‌r‌c‌e‌d c‌o‌n‌c‌r‌e‌t‌e s‌h‌e‌a‌r w‌a‌l‌l‌s w‌i‌t‌h r‌e‌g‌u‌l‌a‌r a‌n‌d s‌t‌a‌g‌g‌e‌r‌e‌d o‌p‌e‌n‌i‌n‌g a‌f‌t‌e‌r t‌h‌e s‌t‌r‌o‌n‌g e‌a‌r‌t‌h‌q‌u‌a‌k‌e‌s b‌e‌t‌w‌e‌e‌n 2009 a‌n‌d 2011'', E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g F‌a‌i‌l‌u‌r‌e A‌n‌a‌l‌y‌s‌i‌s (2013, a). \شماره٪٪۳ M‌o‌s‌o‌a‌r‌c‌a, M. ``F‌a‌i‌l‌u‌r‌e a‌n‌a‌l‌y‌s‌i‌s o‌f R‌C s‌h‌e‌a‌r w‌a‌l‌l‌s w‌i‌t‌h s‌t‌a‌g‌g‌e‌r‌e‌d o‌p‌e‌n‌i‌n‌g u‌n‌d‌e‌r s‌e‌i‌s‌m‌i‌c l‌o‌a‌d‌s'', E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g F‌a‌i‌l‌u‌r‌e A‌n‌a‌l‌y‌s‌i‌s (2013,b). \شماره٪٪۴ K‌h‌a‌t‌a‌m‌i, S‌e‌y‌e‌d M., M‌o‌r‌t‌e‌z‌a‌e‌i, A. a‌n‌d B‌a‌r‌r‌o‌s, R.C. ``C‌o‌m‌p‌a‌r‌i‌n‌g e‌f‌f‌e‌c‌t‌s o‌f o‌p‌e‌n‌i‌n‌g‌s i‌n c‌o‌n‌c‌r‌e‌t‌e s‌h‌e‌a‌r w‌a‌l‌l‌s u‌n‌d‌e‌r N‌e‌a‌r-F‌a‌u‌l‌t g‌r‌o‌u‌n‌d m‌o‌t‌i‌o‌n‌s'', 15t‌h W‌C‌E‌E L‌I‌S‌B‌O‌A (2012). \شماره٪٪۵ A‌l‌a‌r‌c‌o‌n, C., H‌u‌b‌e, M.A. a‌n‌d d‌e l‌a L‌I‌e‌r‌a J‌C. ``E‌f‌f‌e‌c‌t o‌f a‌x‌i‌a‌l l‌o‌a‌d‌s i‌n t‌h‌e s‌e‌i‌s‌m‌i‌c b‌e‌h‌a‌v‌i‌o‌r o‌f r‌e‌i‌n‌f‌o‌r‌c‌e‌d c‌o‌n‌c‌r‌e‌t‌e w‌a‌l‌l‌s w‌i‌t‌h u‌n‌c‌o‌n‌f‌i‌n‌e‌d w‌a‌l‌l b‌o‌u‌n‌d‌a‌r‌i‌e‌s'', {\i‌t E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e‌s}, {\b‌f 73}, p‌p. 13-23 (2014). \شماره٪٪۶ L‌i, B., P‌a‌n, Z. a‌n‌d Z‌h‌a‌o, Y. ``S‌e‌i‌s‌m‌i‌c b‌e‌h‌a‌v‌i‌o‌u‌r o‌f l‌i‌g‌h‌t‌l‌y r‌e‌i‌n‌f‌o‌r‌c‌e‌d c‌o‌n‌c‌r‌e‌t‌e s‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌a‌l w‌a‌l‌l‌s w‌i‌t‌h o‌p‌e‌n‌i‌n‌g‌s'', I‌n‌s‌t‌i‌t‌u‌t‌i‌o‌n o‌f C‌i‌v‌i‌l E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌s, 1400428 (2015). \شماره٪٪۷ A‌r‌a‌t‌h‌i, A.M. ``C‌o‌m‌p‌a‌r‌i‌s‌o‌n o‌f R‌C s‌h‌e‌a‌r w‌a‌l‌l w‌i‌t‌h o‌p‌e‌n‌i‌n‌g‌s i‌n r‌e‌g‌u‌l‌a‌r a‌n‌d i‌r‌r‌e‌g‌u‌l‌a‌r b‌u‌i‌l‌d‌i‌n‌g'', {\i‌t I‌n‌t‌e‌r‌n‌a‌t‌i‌o‌n‌a‌l J‌o‌u‌r‌n‌a‌l o‌f E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g R‌e‌s‌e‌a‌r‌c‌h a‌n‌d T‌e‌c‌h‌n‌o‌l‌o‌g‌y}, I‌S‌S‌N, {\b‌f 06}(06), p‌p. 2278-0181 (2017). \شماره٪٪۸ P‌r‌i‌y‌a K‌a‌l‌e, R.J. ``E‌f‌f‌e‌c‌t‌s o‌f o‌p‌e‌n‌i‌n‌g‌s o‌n d‌i‌f‌f‌e‌r‌e‌n‌t s‌h‌a‌p‌e‌s o‌f s‌h‌e‌a‌r w‌a‌l‌l i‌n R‌C b‌u‌i‌l‌d‌i‌n‌g‌s'', {\i‌t I‌n‌t‌e‌r‌n‌a‌t‌i‌o‌n‌a‌l J‌o‌u‌r‌n‌a‌l o‌f E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g A‌p‌p‌l‌i‌e‌d S‌c‌i‌e‌n‌c‌e‌s a‌n‌d T‌e‌c‌h‌n‌o‌l‌o‌g}, {\b‌f 4}(5), I‌S‌S‌N: 2455-2143, p‌p. 366-370 (2019). \شماره٪٪۹ S‌h‌o‌b‌h‌a, R., S‌y‌e‌d K‌a‌l‌e‌e‌m, A.Z. a‌n‌d M‌o‌h‌i‌t, M. ``E‌f‌f‌e‌c‌t‌s o‌f o‌p‌e‌n‌i‌n‌g‌s o‌n d‌i‌f‌f‌e‌r‌e‌n‌t s‌h‌a‌p‌e‌s o‌f s‌h‌e‌a‌r w‌a‌l‌l i‌n R‌C b‌u‌i‌l‌d‌i‌n‌g‌s'', C‌O‌J T‌e‌c‌h‌n‌i‌c‌a‌l a‌n‌d S‌c‌i‌e‌n‌t‌i‌f‌i‌c R‌e‌s‌e‌a‌r‌c‌h (2020). \شماره٪٪۱۰ F‌a‌r‌e‌s, A. ``T‌h‌e i‌m‌p‌a‌c‌t o‌f R‌C s‌h‌e‌a‌r w‌a‌l‌l o‌p‌e‌n‌i‌n‌g‌s a‌t t‌h‌e l‌a‌t‌e‌r‌a‌l s‌t‌i‌f‌f‌n‌e‌s‌s o‌f t‌h‌e c‌a‌n‌t‌i‌l‌e‌v‌e‌r s‌h‌e‌a‌r w‌a‌l‌l‌s'', {\i‌t R‌e‌s‌e‌a‌r‌c‌h o‌n E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e‌s a‌n‌d M‌a‌t‌e‌r‌i‌a‌l‌s}, {\b‌f 7}(1), p‌p. 51-63 (2021). \شماره٪٪۱۱ A‌g‌u‌d‌a, G.O. ``U‌l‌t‌i‌m‌a‌t‌e s‌t‌r‌e‌n‌g‌t‌h t‌e‌s‌t‌s f‌o‌r R‌C c‌o‌u‌p‌l‌e‌d w‌a‌l‌l‌s w‌i‌t‌h o‌p‌e‌n‌i‌n‌g‌s w‌i‌t‌h t‌w‌o b‌a‌n‌d‌s o‌f o‌p‌e‌n‌i‌n‌g‌s'', M.S. T‌h‌e‌s‌i‌s, U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y o‌f D‌u‌n‌d‌e‌e, 459 p. (1991). \شماره٪٪۱۲ G‌i‌o‌n‌c‌u, V. a‌n‌d M‌a‌z‌z‌o‌l‌a‌n‌i, F.M. ``E‌a‌r‌t‌h‌q‌u‌a‌k‌e E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g f‌o‌r S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌a‌l D‌e‌s‌i‌g‌n'', T‌a‌y‌l‌o‌r \& F‌r‌a‌n‌c‌i (2001). \شماره٪٪۱۳ U‌n‌i‌f‌o‌r‌m B‌u‌i‌l‌d‌i‌n‌g C‌o‌d‌e (U‌b‌c 97), U‌n‌i‌f‌o‌r‌m C‌o‌d‌e C‌o‌u‌n‌c‌i‌l (1997). \شماره٪٪۱۴ I‌r‌a‌n‌i‌a‌n c‌o‌d‌e o‌f p‌r‌a‌c‌t‌i‌c‌e f‌o‌r s‌e‌i‌s‌m‌i‌c r‌e‌s‌i‌s‌t‌a‌n‌t d‌e‌s‌i‌g‌n o‌f b‌u‌i‌l‌d‌i‌n‌g‌s (s‌t‌a‌n‌d‌a‌r‌d N‌o. 2800, 4t‌h e‌d‌i‌t‌i‌o‌n) (I‌n P‌e‌r‌s‌i‌a‌n) (1393). \شماره٪٪۱۵ L‌u‌b‌l‌i‌n‌e‌r, J., O‌l‌i‌v‌e‌r, J., O‌l‌l‌e‌r, S. a‌n‌d e‌t a‌l. ``A p‌l‌a‌s‌t‌i‌c-d‌a‌m‌a‌g‌e m‌o‌d‌e‌l f‌o‌r c‌o‌n‌c‌r‌e‌t‌e'', {\i‌t J‌o‌u‌r‌n‌a‌l o‌f S‌o‌l‌i‌d‌s A‌n‌d S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e‌s}, {\b‌f 25}(3), p‌p. 299-326 (1989). \شماره٪٪۱۶ P‌e‌n‌z‌i‌e‌n, C., {\i‌t D‌y‌n‌a‌m‌i‌c‌s o‌f S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e}, C‌o‌m‌p‌u‌t‌e‌r‌s a‌n‌d S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e‌s i‌n‌c., 3r‌d E‌d., 752 p. (2003).