نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

بررسی آسیب‌پذیری سازه‌های بلند فولادی با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه عمران دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
2 کارشناس ارشد سازه از دانشکده مهندسی دانشگاه سمنان
10.22034/jss.2025.238223
چکیده
آیین‌نامه‌های طرح لرزه‌ای ساختمان‌ها به منظور جلوگیری از تلفات جانی، کنترل خسارت و طرح اقتصادی تدوین می‌شوند. برای این منظور، عموماً ترکیب دو عامل مقاومت و شکل‌پذیری مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک تفاوت عمده بین ضوابط آیین‌نامه‌ای طرح لرزه‌ای با برآورد مقاومت لرزه‌ای سازه‌ها این است که طراحی بر اساس آیین‌نامه در ناحیه ارتجاعی صورت گرفته در صورتی‌که برآورد مقاومت لرزه‌ای با توجه به رفتار خمیری سازه‌ها و بررسی مسائلی نظیر مقاومت، شکل‌پذیری و محل مفصل‌های خمیری صورت می‌گیرد و به این ترتیب نقاط ضعف سازه‌ها مشخص می‌شوند. طبق تحقیق انجام شده در این مقاله بر روی سازه‌های مورد مطالعه، بارگذاری استاتیکی معادل کفایت لازم را در برآورد کلیه واکنش‌های سازه‌ای اعم از تغییر مکان جانبی و نسبی و همچنین برش طبقات دارا می‌باشد. بنابراین با توجه به این‌که استاندارد ۲۸۰۰، برای سازه‌های منظم با ارتفاع بیش از ۵۰ متر استفاده از تحلیل دینامیکی را الزامی می‌دارد، باید بررسی نمود که آیا سازه‌های طرح شده با استفاده از تحلیل طیفی قادر به تحمل زلزله‌های به مقیاس در آمده تا شتاب ۰/۳۵g می‌باشند. در این تحقیق سه سازه دو بعدی ۱۵، ۲۰ و ۲۵ طبقه با سیستم قاب خمشی که بارگذاری لرزه‌ای آن با استفاده از طیف طرح استاندارد ۲۸۰۰ انجام شده، مورد مطالعه قرار گرفته است. آنالیز دینامیکی غیرخطی با استفاده از شتاب‌نگاشت‌های مختلف صورت گرفته و پاسخ‌های تغییر مکان جانبی و نسبی برای طبقات مختلف محاسبه شده و با مقادیر مجاز آیین‌نامه مقایسه گردید. همچنین نیاز شکل‌پذیری طبقات محاسبه و با ظرفیت شکل‌پذیری طبقات مختلف مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. شکست موضعی اعضای سازه‌ای کنترل شده و نهایتاً به بررسی آسیب‌پذیری سازه‌های فوق پرداخته شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Damage Investigation of Steel High Rise Structures Using Nonlinear Dynamic Analysis

نویسندگان English

Hashem Shariatmadar 1
Ali Mehrad 2
چکیده English

Seismic design codes are prepared for prevent the life lost, damage control and economic design; to do this, generally combination of the strength and ductility are used. The main different between seismic design code and seismic strength is that the design is preformed in the elastic region while the strength is calculated based on plastic behavior, ductility, and the location of plastic hinges. Based on the research in this paper, the pseudo static qualifies for all responses such as displacement, drift and story shears. However, based on the 2800 standard the dynamic analysis is necessary for regular structures with height more than 50m, therefore it must be investigated that the structures designed using the modal dynamic analysis is able to resist earthquakes scaled to 0.35g. In this paper 15, 20 and 25 story 2D-moment resisting frames which are designed based on design spectrum of 2800 Iranian code are studied. The nonlinear acceleration time history analyses are preformed and the story displacements and drifts are extracted and are compared with code allowable amounts. The story ductility demands are also calculated and compared with the capability of story ductility. The local failure of the structural members is controlled. Finally, the damage level of the structures is investigated.

کلیدواژه‌ها English

Structural Damages
Spectral Dynamic Analysis
Nonlinear Dynamic Analysis
Ductility Demand
Local Failure