مشخصات لرزه‌ای سازه‌های بتنی قالب تونلی با پلان نامنظم

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 کارشناس ارشد زلزله، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و فرهنگ، تهران

چکیده

ضرورت منظم بودن سازه‌های بتنی قالب‌تونلی در پلان و ارتفاع، علی رغم تسریع روند ساخت و تضمین کیفیت بالاتر، محدودیت‌های زیادی از نظر طراحی معماری بدنبال داشته و در عرصه‌هایی که امکان ساخت به صورت متقارن وجود نداشته باشد، کاربرد این سیستم را محدود می‌سازد. فقدان مقدار مشخصی برای ضریب رفتار در آیین‌نامه‌های فعلی زلزله نیز، از چالش‌های مهم در طراحی این سازه‌ها است. در این مطالعه به بررسی رفتار لرزه‌ای دو سازه قالب‌تونلی 5 و10 طبقه با پلان نامنظم پرداخته شده و ضرایب رفتار طلب و ظرفیت، به ترتیب بر اساس میزان تقاضای زلزله و ظرفیت سازه محاسبه شده‌اند. مهمترین وجه مشخصه این مطالعه، بیان چند سطحی ضریب رفتار و استخراج آن با توجه به میزان تقاضای زلزله و میزان آسیب قابل قبول به عنوان سطوح عملکردی مورد انتظار در طراحی سازه می‌باشد. همچنین بررسی‌های ادبیات فنی موجود نیز مبین فقدان مطالعات کافی در ارتباط با مشخصات لرزه‌ای این نوع از سازه‌های قالب تونلی می‌باشد. ارائه منحنی‌های شکنندگی به کمک تحلیل دینامیکی افزایشی و برآورد نسبت فرکانس‌های غیر همبسته برای مدل‌های مورد بررسی نیز از دیگر دستاوردهای این پژوهش است. نتایج حاکی از ظرفیت و مقاومت بالای سیستم و نیز رفتار نرم پیچشی این سازه‌ها به علت وجود نامنظمی در آنهاست. با توجه به اینکه هر دو سازه در زلزله طرح، در سطح عملکردی قابلیت استفاده بی‌وقفه قرار گرفتند، به نظر می‌رسد ضابطه ضرورت منظم بودن سازه‌های قالب‌تونلی در پلان، حداقل برای مدل‌های مورد مطالعه سختگیرانه و محتاطانه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] میرقادری س‌ر، سروقدمقدم ع، یوسف‌پور ح، پهلوان ح (2009) ارزیابی رفتار لرزه‌ای غیرخطی ساختمان‌های بتنی ساخته شده با‌کاربرد قالب‌تونلی، اولین کنفرانس بین‌المللی تکنولوژی بتن، ایران، تبریز، 6 و 7 نوامبر.

[2] Balkaya C, Kalkan E (2004) Seismic vulnerability, behavior and design of tunnel form building structures. Eng Struct 26(14): 2081-2099.

[3] Lee L, Chang K, Chun Y (2000) Experimental formula for the fundamental period of RC building with shear wall dominant systems. Struct Des Tall Buil  9(4): 295-307.

[4] Balkaya C, Kalkan E (2003) Estimation of fundamental periods of shear-wall dominant building structures. Earthquake Eng Struct Dyn 32(7): 985-998.

[5] Balkaya C, Kalkan E (2004) Relevance of R-factor and fundamental period for seismic design of tunnel-form building. 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canada.

[6] Balkaya C, Kalkan E (2003) Seismic design parameters for shear-wall dominant building structures. 14th national congress on Earthquake Engineering, mexico, 2003.

[7] Yuksel SB, Kalkan E (2007) Behavior of tunnel  form buildings under quasi_static cyclic lateral loading. Struct Eng Mech 27(1): 99-115.

[8] Kalkan E, Yuksel SB (2007) Pros and cons of multi story RC tunnel-form (box-type) buildings. Struct Des Tall Buil 17(3): 601-617.

[9] Tavafoghi A, Eshghi S (2008) Seismic behavior of tunnel form concrete building structures. 14th World Conference on Earthquake Engineering, 12-17 October, Beijing, China.

[10] عشقی س، توافقی ‌جهرمی ع (1391) بررسی آزمایشگاهی رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی با سیستم تونلی، نشریه علمی پژوهشی امیر‌ کبیر، مهندسی عمران، سال 44، شماره 1، صفحات 31-42.

[11] فناوری‌های تایید شده در راستای جزء 2-6، بند "د"، تبصره 6 (1386) گامی در صنعتی‌سازی ساختمان، ویرایش اول، انتشارات مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، صفحات 21 و 22.

[12] محسنیان و (1391) تعیین ضریب رفتار برای سازه‌های بتنی قالب تونلی، پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، گرایش زلزله، دانشگاه علم و فرهنگ تهران.

[13] Permanent Committee for Revising the Standard 2800 (2014) Iranian code of practice for seismic resistant design of buildings, Building and Housing Research Center, Tehran, Iran.

[14] ACI Committee 318 (2007) Building code requirements for structural concrete (ACI 318-08) and commentary, American Concrete Institute.

[15] Computers and Structures Inc. (CSI) (2008) Structural and Earthquake Engineering Software, ETABS, Extended Three Dimensional Analysis of Building Systems Nonlinear Version 9.5.0, Berkeley, CA, USA.

[16] Paulay T, Binney JR (1974) Diagonally reinforced coupling beams of shear-walls. ACI Special SP-42 2: 579–598.

[17] Computers and Structures Inc. (CSI) (2007) Structural and Earthquake Engineering Software, PERFORM-3D Nonlinear Analysis and Performance Assessment for 3-D Structures, Version 4.0.3, Berkeley, CA, USA.

[18]  Technical Criteria Codification & Earthquake Risk Reduction Affairs Bureau (2007) Instruction for seismic rehabilitation of existing buildings, No. 360, Management and Planning Organization, Iran.

[19] ASCE (2007) Seismic Rehabilitation of Existing Buildings, ASCE/SEI41-06, American Society of Civil Engineers.

[20] PEER Ground Motion Database, Pacific Earthquake Engineering Research Center, Web Site: http://peer.berkeley.edu/peer_ground_motion_database.

[21] Vamvatsikos D, Cornell CA (2002) Incremental dynamic analysis. Earthquake Eng Struct Dyn 31(3): 491-514.

[22] بهشتی‌اول س‌ب (1391) بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود، جلد اول، چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، صفحات 725-756 و 211-242.

[23] Berahman F, Behnamfar F (2007) Seismic fragility curves for un anchored on-grade steel storage tanks: bayesian approach. J Earthquake Eng 11(2): 166-192.

[24] Cimellaro GP, Reinhorn AM, Bruneau M,  Rutenberg A (2006) Multi-dimensional fragility of structures: formulation and evaluation. Technical report MCEER-06-0002.

[25] Nielson BG (2005) Analytical fragility curves for highway bridges in moderate seismic zones. A Ph.D Thesis, School of Civil and Environmental Engineering, Georgia Institute of Technology.

[26] Kinali K (2007) Seismic fragility assessment of steel frames in the central and eastern united states. A Ph.D Thesis, School of Civil and Environmental Engineering, Georgia Institute of Technology.

[27] Khalvati AH,  Hosseini M (2008) A new methodology to evaluate the seismic risk of electrical power substations. 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China, 12-17 October.

[28] Bertro VV (1989) Evaluation of response reduction factors recommended by ATC and SEAOC. Proc.3rd U.S.Nat1 Conf. on Earthquake Engineering, South Carolina , PP.1663-1670.

[29] ATC (1995a) structural response modification factors. ATC-19 Report, Applied Technology Council, Redwood City, California.

[30] Miranda E (1991) Seismic evaluation & upgrading of existing buildings. A P.hd Thesis, University of California @ Berkeley.

[31] Lia SP,  Biggs JM (1980) Inelastic response spectra for seismic building design. J Struct Div-ASCE 106(6): 1295-1310.

[32] Fajfar P (2000) A nonlinear analysis method for performance based seismic design. Earthq Spectra l16(3): 573-592.

[33] ATC (1996) Seismic evaluation of concrete buildings, Vol.1, ATC-40, Applied Technology Council, Redwood, CA.

[34] Annigeri S, Mittal AK (1996) Uncoupled frequency ratio in asymmetric buildings. Earthquake Eng Struct Dyn 25(8): 871-881.

[35] Tso WK, Wong CM (1995) Eurocode 8 seismic torsional provision evaluation. Eur Earthq Eng 9(1): 23-33.

[36] Jeong SH, Elnashai A (2006) New three-dimensional damage index for RC buildings with planar irregularities. J Struct Eng-ASCE 132(9): 1482-1490.