نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

اثر توالی لرزه ای بر تاب آوری لرزه ای قاب خمشی بتنی مجهز به مهاربند کمانش تاب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه آموزشی مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی جهاددانشگاهی خوزستان
2 موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی خوزستان
10.22034/jss.2026.590280.1047
چکیده
تاب‌آوری لرزه‌ای قاب‌های خمشی بتن‌آرمه مجهز به سیستم‌های استهلاک انرژی، به معیاری اساسی در طراحی مبتنی بر عملکرد تبدیل شده است. این مفهوم فراتر از ایمنی جانی، بر بازیابی عملکرد و بازگشت به بهره‌برداری عادی پس از زلزله تأکید دارد. با وجود عملکرد مطلوب مهاربندهای کمانش‌ناپذیر (BRB) در استهلاک انرژی، تأثیر همزمان توالی اصلی‑پس‌لرزه، ارتفاع، تعداد دهانه‌ها و سطح خطر بر تاب‌آوری جامعاً بررسی نشده است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کمی تأثیر توالی‌های اصلی‑پس‌لرزه بر تاب‌آوری قاب‌های خمشی بتن‌آرمه مقاوم‌سازی‌شده با BRB تحت سطوح مختلف خطر و پیکربندی‌های متغیر انجام شده است. سه گروه قاب دوبعدی با ۵، ۱۰ و ۱۵ طبقه و دو پیکربندی سه‌دهانه و پنج‌دهانه، بر اساس ضوابط طراحی سطح بالا طراحی و در OpenSees مدل‌سازی شدند. BRBها مطابق با فصل دهم مقررات ملی ساختمان ایران طراحی و با اتصالات مفصلی متصل گردیدند. تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی تاریخچه‌زمانی با رکوردهای توالی‌های واقعی انجام شد. شتاب طیفی در دوره تناوب اصلی (Sa(T₁)) معیار شدت و حداکثر نسبت دریفت بین‌طبقاتی (IDRmax) پارامتر نیاز مهندسی انتخاب گردیدند. خسارت بر اساس چهار سطح عملکردی (بهره‌برداری بی‌وقفه، ایمنی جانی، آستانه فروریزش و فروریزش کامل) کمی‌سازی و منحنی‌های شکنندگی برای تخمین احتمالات خسارت و ارزیابی افت تاب‌آوری در سطوح DBE و MCE توسعه یافتند. نتایج نشان می‌دهد افزایش ارتفاع و تعداد دهانه‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری جانبی بیشتر، دریفت‌های بزرگ‌تر و تمرکز تغییرشکل‌های ماندگار در طبقات پایین‌تر و میانی، خسارت را افزایش و تاب‌آوری را کاهش می‌دهد. زمین‌لرزه اصلی سهم غالب خسارت (بیش از هشتاد درصد) را دارد، در حالی که پس‌لرزه تأثیر محدودی داشته، مگر اینکه سازه در محدوده غیرخطی باقی بماند. با افزایش سطح خطر از DBE به MCE، تاب‌آوری به‌شدت کاهش می‌یابد و این کاهش در قاب‌های بلندمرتبه و پنج‌دهانه شدیدتر است؛ به‌گونه‌ای که در قاب‌های ۱۵ طبقه پنج‌دهانه تحت MCE، شاخص تاب‌آوری حدود چهل درصد نسبت به DBE افت نشان می‌دهد. شدت زلزله، ارتفاع و تعداد دهانه‌ها سه پارامتر کلیدی تأثیرگذار بر تاب‌آوری هستند. چارچوب مبتنی بر شکنندگی ارائه‌شده، ابزاری کارآمد برای بهبود طراحی لرزه‌ای و ارزیابی عملکرد پس‌اززلزله فراهم می‌آورد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of Seismic Sequence on the Seismic Resilience of Concrete Moment Frames Equipped with Buckling-Restrained Braces (BRBs)

نویسندگان English

Mazyar hashemi rad, 1
Navid Siahpolo 2
1 Civil Engineering Department, ACECR Khuzestan Higher Education Institute
چکیده English

The seismic resilience of reinforced concrete (RC) moment frames subjected to earthquake sequences has become a critical consideration in performance-based design, particularly for structures equipped with energy dissipation systems. The concept extends beyond life safety, emphasizing the ability to restore functionality after seismic events. Despite the favorable performance of buckling-restrained braces (BRBs) in dissipating energy, the combined effects of mainshock–aftershock sequences, building height, bay number, and hazard level on resilience have not been comprehensively investigated. This study quantitatively evaluates the influence of mainshock–aftershock sequences on the resilience of RC moment frames strengthened with BRBs under varying hazard levels and structural configurations. Three groups of two-dimensional RC frames with 5, 10, and 15 stories and two bay configurations of 3 and 5 bays were designed per high seismic requirements and modeled in OpenSees. The BRBs were designed according to Chapter 10 of the Iranian National Building Code and connected using pinned connections. Nonlinear dynamic time-history analyses were performed using recorded real earthquake sequences. Spectral acceleration at the fundamental period was selected as the intensity measure, while maximum inter-story drift ratio was adopted as the engineering demand parameter. Damage was quantified based on four performance levels, and fragility curves were developed to estimate damage probabilities and evaluate resilience degradation under Design Basis Earthquake (DBE) and Maximum Considered Earthquake (MCE) levels. Results indicate that increasing height and bay number significantly increases damage and reduces resilience due to greater lateral flexibility, larger drifts, and concentration of permanent deformations in lower and middle stories. The mainshock accounts for over eighty percent of total damage, whereas the aftershock has limited influence unless the structure remains in the nonlinear range. Resilience decreases markedly as hazard level increases from DBE to MCE, with the most severe reductions in taller and five-bay frames, showing approximately forty percent reduction in resilience index under MCE compared to DBE. Earthquake intensity, height, and bay number are three key parameters influencing resilience. Taller and five-bay frames exhibit the highest vulnerability. The proposed fragility-based framework provides useful insights for improving seismic design and post-earthquake evaluation of RC buildings.

کلیدواژه‌ها English

Main shock
Seismic sequence
Buckling brace
Concrete flexural frame
Drift
Seismic resilience
دوره 20، شماره 52 - شماره پیاپی 53
در حال انجام
تابستان 1405

  • تاریخ دریافت 25 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 02 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 03 شهریور 1405
  • تاریخ اولین انتشار 03 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 01 تیر 1405