ارزيابي تاثير زمان تناوب پالس زلزله بر الگوي توزيع خرابي در سازه هاي قاب خمشي فولادي ويژه

Investigation the Pulse Period Effect on Seismic Damage Distribution Pattern in Special Steel Moment-Resisting Frame Structures

توزيع خرابي در ارتفاع سازه هاي قاب خمشي تا حد زيادي تابع زمان تناوب پالس زلزله است. علاوه بر محتواي فركانسي زلزله، شدت بار لرزه اي نيز مي تواند تاثير زيادي بر الگوي توزيع نيازهاي تغييرمكاني سازه داشته باشد. در اين تحقيق، تاثير زمان تناوب پالس زلزله هاي نزديك به گسل بر الگوي توزيع نياز جابجايي نسبي بين طبقه اي (به عنوان شاخص خرابي) در قاب هاي خمشي فولادي با شكل پذيري ويژه در سطوح عملكرد متناظر با حد عملكرد استفاده ي بي وقفه (IO)، ايمني جاني (LS) و آستانه ي فروريزش (CP) مورد ارزيابي قرار گرفته است. براي اين منظور، سه سازه ي قاب خمشي فولادي با شكل پذيري ويژه با تعداد طبقات 3، 9 و 15 طبقه تحت 30 ركورد زلزله پالسي شكل با مشخصات فركانسي مختلف در نظر گرفته شده است. در ادامه، از تحليل ديناميكي افزايشي (IDA) استفاده شده و براي ارزيابي تاثير زمان تناوب پالس، ركوردهاي انتخابي بر حسب زمان تناوب پالس به سه دسته ي پالس كوتاه، متوسط و بلند دسته بندي شده اند. همچنين، براي اندازه گيري الگوي توزيع از دو متغير كمي براي توصيف الگوي توزيع جابجايي نسبي بين طبقه اي در ارتفاع استفاده شده است. بر اساس نتايج اين تحقيق مشخص شد كه تجمع خرابي قاب هاي خمشي در محدوده رفتار غيرارتجاعي عمدتا در طبقات پاييني سازه متمركز مي شود، در حالي كه در محدوده رفتار ارتجاعي اثر زمان تناوب پالس زلزله كميتي تاثيرگذار است كه با افزايش آن الگوي توزيع به سمت طبقات پاييني سازه حركت مي كند و با كاهش آن، جابجايي نسبي ها در طبقات بالايي و مياني سازه متمركز مي شوند.

The damage distribution of the steel moment-resisting frame (SMRF) structures is greatly a function of the pulse period of earthquake. In addition of frequency content of earthquake, the deformation demand distribution pattern depends on the seismic intensity more. In this study, the effect of pulse period of near fault earthquakes on the damage index as inter-story drift demand distribution of SMRFs with special ductility is investigated for different performance levels, including Immediate Occupancy (IO), Life Safety (LS), and Collapse Prevention (CP) limit states. For this purpose, the seismic response parameters of three SMRFs with special ductility and 3, 9 and 15-story under the effect of 30 near fault earthquake records with different frequency characteristics are evaluated through the implementation of Incremental Dynamic Analysis (IDA). To study the effect of pulse period, the pulse-like near fault records are categorized into three groups of short, medium, and long-period records. Moreover, two numerical variables are defined to quantitatively describe the seismic demand distribution patterns over the height of the sample frames. Based on the results of this study, it is found that the concentration of the damage distribution in the SMRFs for highly nonlinear state of the seismic response, transfers to the lower stories. However, for elastic and near-elastic zones, the short-period pulse-like excitations transmit the seismic demands toward the upper and mid stories.