رفتار لرزه‌اي ساختمان‌هاي بتني قالب‌ تونلي با توزيع غير يكنواخت جرم در ارتفاع

Seismic Behavior of Tunnel Form Reinforced Concrete Buildings with Mass Irregularity in Elevation

توزيع غير يكنواخت جرم در ارتفاع يكي از منابع مهم شكل‌گيري نامنظمي در ساختمان‌ها بوده كه حين زلزله مي‌تواند منجر به تمركز تغييرشكل‌هاي غيرخطي و به دنبال آن خرابي‌هاي موضعي يا كلي در ساختمان گردد. نظر به كمبود اطلاعات و تجربه رفتار در زلزله‌هاي قوي ﮔﺬشته در ساختمان‌هاي بتني با سيستم نوين قالب‌تونلي، ارزيابي آسيب‌ﭘﺬيري لرزه‌اي ساختمان‌هاي داراي نامنظمي جرمي در ارتفاع امري ضروري مي‌نمايد. در اين تحقيق، رفتار لرزه‌اي ساختمان‌هاي قالب‌تونلي 5 و 10 طبقه با الگوهاي مختلف نامنظمي جرمي در ارتفاع در محدوده تغييرشكل‌هاي غيرخطي مورد مطالعه قرار گرفت. بدين منظور سطوح عملكرد لرزه‌اي ساختمان‌هاي مورد مطالعه تحت زلزله طرح با استفاده از تحليل‌هاي تاريخچه زماني و بار افزون بررسي شد. برآورد منحني‌هاي شكنندگي در سطوح مختلف شدت از ديگر دستاوردهاي اين تحقيق است. نتايج بيانگر عملكرد مطلوب سيستم ساختماني مورد مطالعه و تامين سطح عملكرد قابليت استفاده بي‌وقفه تحت حداكثر زلزله طراحي استاندارد 2800 مي‌باشد. به علاوه، مشخص شد كه پاسخ مودي ارتعاشي در سيستم متاثر از ارتفاع ساختمان و الگوهاي توزيع جرم در ارتفاع نيست. به نظر مي‌رسد، بند پنجم از ضوابط ابلاغي مركز تحقيقات ساختمان و مسكن ايران در خصوص طرح و اجراي ساختمان‌هاي بتني با سيستم قالب‌تونلي كه بر منظم بودن در ارتفاع تاكيد مي‌كند، حداقل براي مدل‌ها و الگوهاي نامنظمي مورد مطالعه، سختگيرانه و محتاطانه است.

Non-uniform mass distribution in elevation is one of the main sources of irregularity in buildings that could lead to concentration of nonlinear deformations followed by local or global damage to buildings during earthquake excitation. Considering lack of accurate information about behavior of tunnel form RC buildings in preceding earthquakes, it is required to evaluate vulnerability of such buildings with mass irregularity in elevation. In this research, seismic behavior of tunnel form RC buildings with heights of 5 and 10 stories, having different patterns of non-uniform mass distributions in elevation is studied in the nonlinear deformation range. For this purpose, seismic performance levels of understudied buildings under design earthquake are determined using time history analysis as well as pushover analysis. Fragility curves are developed by analytical approach for different hazard levels. The results show excellent performance of this structural system and placement in immediate occupancy performance level under maximum design earthquake Iranian seismic code (standard No. 2800). Moreover, modal vibration response of the system is not influenced by building height and height-wise mass distribution pattern. It seems that the provision No. 5 of regulations issued by Road, Housing & Urban Development Research Center of Iran pertaining to design and construction of tunnel form RC buildings, which stipulates that this type of buildings have to be regular in elevation, is so strict and conservative for the studied models with selected patterns of mass irregularities.