ارزیابی پاسخ طیفی طبقه به منظور بررسی نیازهای لرزه ای اجزای غیرسازه ای در قاب های فولادی خمشی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

همواره  خسارات ناشی از خرابی های، اجزای غیرسازه ای ،سهم قابل توجهی از هزینه خسارات کل ناشی از زلزله را شامل می‌شوند. یکی از روش های ساده در تحلیل پاسخ اعضای غیرسازه ای، استفاده از طیف پاسخ طبقه است. در این روش ابتدا رفتار سازه اصلی در نقاط اتصال عضو غیرسازه ای با صرف نظر از اندرکنش آن ها تعیین می شود . سپس این پاسخ به عنوان ورودی برای تحلیل عضو غیرسازه ای استفاده می شود. در این مطالعه شش قاب فولادی خمشی دو بعدی؛ سه، شش و دوازده طبقه مدل شده است که به منظور بررسی اثر تغییر پریود سازه در نیروی وارد بر اجزای غیرسازه ای، از هر کدام دو مدل یکی با پریود بیشتر(انعطاف پذیر) و یکی با پریود کمتر( صلب) مدل شده است. 7 رکورد حرکت زمین، ثبت شده در انواع خاک ها، که به روش آیین نامه طرح ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800 ایران) مقیاس شده است؛ جهت انجام آنالیز تاریخچه زمانی استفاده شده است. نتایج بدست آمده با مقادیر پیشنهادی توسط آیین نامه های متداول مقایسه شده است. از این مطالعه نتیجه گردید که تمرکز جذب انرژی سازه مربوط به مود اول و دوم می باشد و هرچه ارتفاع سازه بیشتر شود، تمایل به جذب انرژی بیشتر خواهد شد. توزیع ضریب بزرگنمایی پاسخ لرزه ای در ارتفاع، (نسبت بیشترین پاسخ شتاب طبقه به بیشترین شتاب حرکت زمین) برای قاب های مورد مطالعه نشان داد که ضریب بزرگنمایی پیشنهادی توسط آیین نامه Eurocode8 از دیگر آیین نامه ها به مقادیر بدست آمده نزدیک تر می باشد. زمانی که پریود جزغیرسازه ای به پریود مود اول سازه نزدیک شود، پدیده تشدید رخ می دهد و هرچه پریود سازه بیشتر میشود (سازه بلند تر میشود) اثر مودهای بالاتر بیشتر خواهد بود، بدین معنا که تشدید در پریود مربوط به مود دوم و یا سوم رخ خواهد داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of floor response spectra to Assessment Seismic Demands of Nonstructural Components in Steel Moment Frame

نویسندگان [English]

  • mohsen gerami
  • elahe sadat hashemi
چکیده [English]

Always share of damages of non-structural components is a significant share of the total cost of earthquake damages. A simple method for analyzing the response of non-structural members, is use the floor response spectrum. In this method, first behavior of primary structure at the non-structural member nodes regardless of their interaction is determined. Then the response of non-structural members used as input to the analysis result. In this study, six two-dimensional steel moment frame, three, six and twelve-story is modeled. In order to investigate the effect of  changing period in the force exerted on non-structural components there are two models, one with more (flexibility) and one with a smaller period (rigid). 7 record ground motion recorded on soil types that respect to the code design of the buildings against earthquakes (Iran standard no.2800) scale, has been used for time history analysis. The results obtained were compared with suggested values by conventional codes. From this study it was concluded that the focus of energy absorbing of structures is related to the first e and second mode and the height increases, the tendency to absorb energy will be increased. Distribution of amplification factor of seismic response at high (ratio of peak floor acceleration to the peak ground acceleration) to studied frames showed that the amplification factor proposed by Euro code 8 are closer than to be obtained when the period of non-structural component is closer to of the first period of the structure, the phenomenon of resonance occurs and when the structural period increases (tall buildings) effect of higher modes is increased, this means that the resonance mode in the second and third periods will occur.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nonstructural components
  • floor response spectrum
  • evaluate seismic demands
  • steel moment frame

 

[1]  حسینی، مازیار و منتظرالقائم، سعید و امینایی چترودی، علیرضا. (1387). راهنمای کاربردی کاهش خسارات اجزای غیرسازه ای ساختمان ها در اثر زلزله. تهران: سازمان پیشگیری و مدیریت بحران شهر تهران.

[2] Gautama, M. Jain, K. (2005). “Design of Nonstructural Elements for Buildings: A Review of Codal Provisions”. the Indian Concrete Journal.

[3] Naeim, F. (2001). “The Seismic Design Handbook”.

[4] “American Society of Civil Engineers MinimumDesign Loads for Buildings and Other Structures”, ASCE7. (2010).

[5] Eurocode 8: “Design of structures for earthquake resistance”. (2003).

[6] “Uniform Building Code”. (1997).Volume 2; Structural Engineering Design Provisions.

[7] Sadeghzadeh-Nazari, M. Ghafory-Ashtiany, M. (2011). “Seismic Design Force Requirements for Secondary Systems in Buildings”. 6thInternational Conference on Seismology and Earthquake Engineering.

[8] Oropeza, M. Favez, P. Lestuzzi, P. (2010). “Seismic Response of Nonstructural Components in case of Nonlinear Structures Based on Floor Response Spectra Method”. Bull Earthquake Eng.

[9] Medina, R. A. Sankaranarayanan, R. Kingston K. M. (2006).”Floor Response Spectra for Light Components Mounted on Regular Moment- Resisting Frame Structures”.

[10] Braga, F. Manfredi, V. Masi, A. Salvatori, A. Vona, M. (2011). “Performance of Non-structural Elements in RC Buildings during the L’Aquila”. Bull Earthquake Eng.

[11] Shooshtari, M. Saatcioglu, M. Naumoski, N. Foo, S. (2007). “Floor Response Spectra for Seismic Design of Operational and Functional Components of Concrete Buildings in Canada”.Can. J. Civ. Eng.

[12] Blackman, J. (2009). “Defense Nuclear Facilities Safety Board”

[13] Subramanian, K. V. SpidharGopal, P. Sudarsan, R. P. (2009). “A Practical Approach for Floor Response Spectra Generation in Nuclear Power Plants”.

[14] Varpasuo, P. (1999). “The Development of the Floor Response Spectra using large 3D Model”. Nuclear Engineering and Design Vol. 192:229–241.

[15] Kitada, Y., Hattori, K., Ogata, M., Kanda, J. (1990). “Stochastic Seismic Floor Response Analysis Method for Various Damping Systems”. Nuclear Engineering and Design, Vol. 128:247-257.

[16]    فیوض، علیرضا و غفوری آشتیانی، محسن.  (1382). روش ساده تحلیل سیستم های ثانویه. چهارمین کنفرانس بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله. تهران. پژهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله.

 [17] Chen, Y., Soong, T. T. (1998). “STATE-OF-THEARTREVIEW Seismic Response of Secondary Systems” Engineering Structures; Vol. 10.

[18] Singh, M. P., Suarez, L. E.,  Matheau E. E., Maldonado, G. O. (1993). “Simplified Procedures for Seismic Design of Nonstructural Components and Assessment of Current Code Provisions”, Technical Report NCEER 93-0013.

[19] Villaverde, R. (2004). “Earthquake Engineering from Engineering Seismology to Performance Based Engineering CRC Press”, Ch19.

[20] Viti, G., Olivieri, M., Travi, S. (1981) “Development of Non-Linear Floor Response Spectra, Nuclear Engineering and Design, Vol. 64:33-38.

 [21] Peters, K. A., Schmitz, D., Wanger, U. (1976). “Determination of Floor Response Spectra on The Basis of the Response Spectrum Method”, Nuclear Engineering and Design, Vol. 44:255- 262.

[22] Uma, S., Zhao, J., King, A. (2009). “Floor Response Spectra for Frame Buildings under

Ultimate and Serviceability Limit States”, Don't Mess with Structural Engineers ASCE.

[23] Miranda, E., Taghavi, SH. (2004). “Approximate Floor Acceleration Demands I: Multistory Buildings. I: Formulation; Journal of Structural Engineering”,Volume 131.

[24] Miranda, E., Taghavi, SH. (2004). “Approximate Floor Acceleration Demands in Multistory Buildings. II: Applications; Journal of Structural Engineering”,Volume 131.

[25] Chaudhuri, S. R., Villaverde, R. (2008) “Effect of Building Nonlinearity on Seismic Response of Nonstructural Components: A Parametric Study”, Journal of Structural Engineering ASCE.

[26]  International Building Code(IBC). (2012). International Code Council.