ارزیابی رفتار دینامیکی غیرخطی سازه‌های بتنی «مقایسه روش مستقیم طراحی براساس تغییر مکان با روش نیرویی مبتنی بر استاندارد ۲۸۰۰»
مجری پروژه:
امید بهار
همکار:
محمد کفاشیان آذری
چکیده
روشهای طراحی مبتنی بر تغییرمکان، جدیدترین ابزار طراحی لرزه‌ای بر اساس عملکرد است. از میان روشهای متعدد پیشنهادی برای این نوع طراحی، تعداد بسیار کمی به صورت استاندارد، مناسبِ بکارگیری در آیین‌نامه‌های طراحی مدرن می‌باشند. در این گزارش، روش طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان پریستلی، که برای سازه‌های بتن مسلح منظم و انعطاف‌پذیر ارائه شده، مورد استفاده قرار گرفته است.
هدف از این مطالعه، ارائه راهکارهای طراحی قابل اطمینان با عملکرد مشخص برای این نوع از سازه‌ها در برابر سطوح لرزه‌ای مختلف است. با توجه به مطالعات انجام پذیرفته توسط پتینگا و پریستلی که روش آنها در سیستم‌های لوله‌ای قابل کاربرد است، نیاز به مطالعه و بررسی نتایج کاربرد این روش بر روی سیستم‌های انعطاف-پذیر احساس می‌شد.
در این تحقیق، سازه‌های ۴، ۸، ۱۲و ۱۶ طبقه بتن مسلح خمشی منظم و انعطاف‌پذیر مورد مطالعه قرار گرفته است.
سازه‌های مذکور به روش طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان و روش نیرویی مبتنی بر استاندارد ۲۸۰۰ طراحی شده‌اند. برای ارزیابی عملکرد سازه‌ها و مقایسه روشهای مختلف طراحی، سازه‌های مذکور، تحت شتابنگاشتهای “ساختگی” و”واقعی” مقیاس شده که منطبق بر طیف طرح ویرایش سوم استاندارد ۲۸۰۰ است، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی شده و رفتار آنها با یکدیگر مقایسه شده است. اهم نتایج این تحقیق عبارتند از:
- در سازه‌های طراحی شده به روش مستقیم مبتنی بر تغییرمکان، اهداف عملکردی مورد نظر، که محدود نمودن نسبت تغییرمکان طبقات به مقدار ۲ درصد بود، تأمین شد.
- در سازه‌های طراحی شده براساس نیروهای استاندارد ۲۸۰۰، که در مرحله طراحی با مقادیر مجاز بند ۲-۵ آیین‌نامه کنترل شده بودند، اهداف عملکردی تأمین نشد.
واژه‌های کلیدی
طراحی لرزه‌ای بر اساس عملکرد، طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان، سازه‌های بتن مسلح انعطاف‌پذیر، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی، ویرایش سوم استاندارد ۲۸۰۰٫
Evaluation of Nonlinear Dynamic Behavior of RC frames Designed by a Direct Displacement-Based and a Forced-Based Method (Standard-2800)
Authors: Omid Bahar, Mohammad Kafashiyan A.
Abstract
Displacement-based design method is the latest performance-based design method, which is newly presented for RC buildings. Among different performance-based design methods recently proposed, a few methods are suitable as a standard method for implementation in new modern design codes. This report pays attention to the direct displacement-based design (DDBD) method, which is presented by Priestely in 2003 for regular and flexible RC buildings, versus conventional forced-based design method (Iranian Code of Practice, Standard-2800, the 3rd version). This research tries to recognize reliability and success of the two mentioned design approaches to meet the similar predefined desired performances during various levels of strong ground earthquakes. Using each design method four 2-D RC buildings with 4, 8, 12, 16 stories are designed. Two 7-record groups with compatible spectra with design spectrum of the buildings are generated: (1) artificial records using SIMQKE I, (2) real records using a new proposed method. Then, using OpenSees software nonlinear dynamic time history analyses are performed. Averaged response of each group of records for each building is determined. Finally, the results are compared and discussed in detail. Results state that unlike the conventional forced-based design method DDBD method is a stable and reliable method for designing RC buildings with pre-assumed seismic behavior.
Keywords:
Displacement-based design method, direct displacement-based design (DDBD), regular and flexible RC buildings, nonlinear dynamic time history analysis, Standard-2800, the 3rd version.
ارزیابی رفتار دینامیکی غیرخطی سازه‌های بتنی «مقایسه روش مستقیم طراحی براساس تغییر مکان با روش نیرویی مبتنی بر استاندارد ۲۸۰۰»
/در نشریات /توسط adminامید بهار
همکار:
محمد کفاشیان آذری
چکیده
روشهای طراحی مبتنی بر تغییرمکان، جدیدترین ابزار طراحی لرزه‌ای بر اساس عملکرد است. از میان روشهای متعدد پیشنهادی برای این نوع طراحی، تعداد بسیار کمی به صورت استاندارد، مناسبِ بکارگیری در آیین‌نامه‌های طراحی مدرن می‌باشند. در این گزارش، روش طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان پریستلی، که برای سازه‌های بتن مسلح منظم و انعطاف‌پذیر ارائه شده، مورد استفاده قرار گرفته است.
هدف از این مطالعه، ارائه راهکارهای طراحی قابل اطمینان با عملکرد مشخص برای این نوع از سازه‌ها در برابر سطوح لرزه‌ای مختلف است. با توجه به مطالعات انجام پذیرفته توسط پتینگا و پریستلی که روش آنها در سیستم‌های لوله‌ای قابل کاربرد است، نیاز به مطالعه و بررسی نتایج کاربرد این روش بر روی سیستم‌های انعطاف-پذیر احساس می‌شد.
در این تحقیق، سازه‌های ۴، ۸، ۱۲و ۱۶ طبقه بتن مسلح خمشی منظم و انعطاف‌پذیر مورد مطالعه قرار گرفته است.
سازه‌های مذکور به روش طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان و روش نیرویی مبتنی بر استاندارد ۲۸۰۰ طراحی شده‌اند. برای ارزیابی عملکرد سازه‌ها و مقایسه روشهای مختلف طراحی، سازه‌های مذکور، تحت شتابنگاشتهای “ساختگی” و”واقعی” مقیاس شده که منطبق بر طیف طرح ویرایش سوم استاندارد ۲۸۰۰ است، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی شده و رفتار آنها با یکدیگر مقایسه شده است. اهم نتایج این تحقیق عبارتند از:
واژه‌های کلیدی
طراحی لرزه‌ای بر اساس عملکرد، طراحی مستقیم مبتنی بر تغییرمکان، سازه‌های بتن مسلح انعطاف‌پذیر، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی، ویرایش سوم استاندارد ۲۸۰۰٫
Authors: Omid Bahar, Mohammad Kafashiyan A.
Abstract
Displacement-based design method is the latest performance-based design method, which is newly presented for RC buildings. Among different performance-based design methods recently proposed, a few methods are suitable as a standard method for implementation in new modern design codes. This report pays attention to the direct displacement-based design (DDBD) method, which is presented by Priestely in 2003 for regular and flexible RC buildings, versus conventional forced-based design method (Iranian Code of Practice, Standard-2800, the 3rd version). This research tries to recognize reliability and success of the two mentioned design approaches to meet the similar predefined desired performances during various levels of strong ground earthquakes. Using each design method four 2-D RC buildings with 4, 8, 12, 16 stories are designed. Two 7-record groups with compatible spectra with design spectrum of the buildings are generated: (1) artificial records using SIMQKE I, (2) real records using a new proposed method. Then, using OpenSees software nonlinear dynamic time history analyses are performed. Averaged response of each group of records for each building is determined. Finally, the results are compared and discussed in detail. Results state that unlike the conventional forced-based design method DDBD method is a stable and reliable method for designing RC buildings with pre-assumed seismic behavior.
Keywords:
Displacement-based design method, direct displacement-based design (DDBD), regular and flexible RC buildings, nonlinear dynamic time history analysis, Standard-2800, the 3rd version.