تحليل اثر توالي لرزه و پس‌لرزه بر روي عملكرد لرزه‌اي قاب‌هاي خمشي بتني مسلح

Shock-Aftershock Effect Analysis for Seismic Performance Evaluation of RC moment Frames

زمين‌لرزه‌هاي پي‌درپي به شدت بر پاسخ غيرخطي سازه‌ها تاثير مي‌گذارند و در بسياري از موارد اثرات نامطلوب بيشتري در مقايسه با زلزله‌هاي منفرد، مانند تجمع آسيب‌هاي سازه‌اي و غيرسازه‌اي دارند. هدف از اين تحقيق، بررسي اثر توالي‌هاي لرزه‌اي مختلف بر روي عملكرد غيرخطي لرزه‌اي قاب‌هاي خمشي بتن مسلح است. براي اين منظور، دو دسته قاب بتن مسلح چهار و هشت طبقه، توسط نرم‌افزار المان محدود مدل‌سازي و تحليل ديناميكي غيرخطي شده است. اين قاب‌ها توسط هشت دسته زلزله از جمله كجائلي، چي‌چي‌، لندرز‌، نورثريج، امپريال‌والي، هوليستر، كوبه و فريولي تحت اثر سه حالت مختلف بارگذاري زلزله قرار داده مي‌شوند: (1) زلزله‌هاي با شوك منفرد (2) توالي با مضمون شوك اصلي و دامنه‌هاي مختلف پس‌لرزه (3) توالي ناهمگون از لرزه حوزه دور و پس‌لرزه حوزه نزديك. تحقيق بر روي بررسي پارامترهاي تغييرمكان نسبي حداكثر طبقه و تغييرمكان نسبي باقي‌مانده (پسماند) طبقه تمركز دارد. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه در توالي‌هاي لرزه‌اي، مقدار تغييرمكان نسبي باقي‌مانده پس‌لرزه هميشه بيشتر از زلزله اصلي است. همچنين نتايج نشان‌دهنده حساسيت بيشتر سازه‌هاي كوتاه‌مرتبه، به تغييرمكان نسبي حداكثر طبقه در پس‌لرزه، نسبت به سازه‌هاي بلندمرتبه است. مقدار تشديد تغييرمكان نسبي باقي‌مانده براي حالات توالي ناهمگون براي سازه‌هاي كوتاه‌مرتبه بيشتر از حالات بلند‌مرتبه است. همچنين در هر سه حالت اعمال زلزله، دو طبقه آخر بيشترين تغييرمكان نسبي حداكثر و باقي‌مانده را متحمل مي‌شوند كه نشان‌دهنده حساسيت طبقات انتهايي سازه‌ها به بحث پس‌لرزه و توالي لرزه‌اي است. بنابراين امكان خسارت سازه تحت اثر پس‌لرزه از طبقات انتهايي سازه خيلي زياد بوده و بايد در طراحي لرزه‌اي سازه مورد توجه قرار گيرد.

Sequential quakes as shock-aftershocks result in nonlinear response of buildings and in many cases lead to severe destruction such as accumulative structural damages in compare to single shock quakes. In current study, the shock-aftershock sequence effect on the nonlinear seismic performance of reinforced concrete (RC) moment frames is studied in detail. In this way, nonlinear numerical method is selected as the study approach and preliminary models are calibrated based on existing shake-table experiments. In advance, four-story and eight-story frames are modeled using flexibility-based finite element code and are subjected to quake sequences. Three types of seismic sequences are assumed for study: (1) single shock quakes; (2) similar shock-aftershock quakes; (3) dissimilar far field-near fault shock-aftershock quakes. Discussions are based on the maximum and residual inter-story drift ratios. Results reveal that the residual drifts are increased in seismic sequences. In addition, four-story frames experience higher maximum drift ratio than the eight-story frames during the aftershocks. The increase of residual drift ratio in more apparent for four-story frames than eight-story frames in the case of dissimilar seismic sequences. For all the assumed cases, top stories experience the highest values of maximum and residual drift ratios which show the sensitivity of top stories to the seismic sequence. Thus, the collapse probability of top stories is high during shock-aftershock sequences and needs to be considered in further seismic design.