ارزيابي رفتار لرزه‌اي سازه بلند مرتبه قاب خمشي محيطي دسته شده تحت زلزله‌هاي متوالي

Evaluation of seismic performance of tall bundled tube structural systems under multiple earthquakes

هدف از اين پژوهش، ارزيابي پارامترهاي پاسخ يك ساختمان فولادي 20 طبقه با ساختار قاب خمشي محيطي دسته شده تحت شتاب­ نگاشت­ هاي حوزه نزديك سه مولفه­ اي به همراه اثرات پس­ لرزه­ ها مي­ باشد. ساختار طيفي و مشخصات فيزيكي پس ­لرزه ­ها نيز با شدت­ هاي متفاوت بوده و فرايند مدل­سازي ارتعاشات زمين بر­ اساس نسبت­ هاي مختلف بيشينه شتاب پس­ لرزه به بيشينه شتاب تحريك اصلي صورت گرفته است. ضوابط و توصيه ­هاي آيين­ نامه ­هاي طرح لرزه­اي سازه­ ها، بر اساس تعيين "زلزله طرح" بوده و از اثرات پس­ لرزه ­ها بر روي روند طراحي صرف نظر شده است. اين در حالي است كه در نواحي با خطرپذيري بالا پس از وقوع تحريك اصلي، پس­ لرزه ­هايي با بزرگاي مختلف و در فواصل زماني متفاوت رخ مي­ دهند. مشخصه اصلي موجود در تاريخچه زماني زمين­ لرزه­ هاي نيرومند حوزه نزديك، وجود پالس ­هاي متوالي و پيوسته سرعت با پريود بلند و دامنه بزرگ است. وقوع پس­ لرزه ­هاي قوي و متوالي، مي ­تواند سبب تجمع جابجايي ماندگار در رفتار لرزه­اي سازه بشود. پارامترهاي پاسخ بررسي شده در اين مطالعه، پوش بيشينه جابجايي نسبي (دريفت) طبقات، جابجايي نسبي ماندگار طبقات، مكانيزم مفاصل پلاستيك و آرايش نيرويي حاصل از اثر لنگي برش است. ارزيابي نتايج اين تحقيق نشان مي ­دهد كه اندازه و تغييرات پارامتر جابجايي نسبي ماندگار طبقه، وابستگي مستقيم به ماهيت شتا­ب­ نگاشت از لحاظ چگونگي اثرات جهت­ داري و نيز نسبت طيفي ميان بيشينه شتاب پس­ لرزه به بيشينه شتاب تحريك اصلي دارد. نمودارهاي جابجايي نسبي ماندگار تحت اثر زلزله­ هاي متوالي حاوي پس­لرزه، در حالت ميدان آزاد و بدون مقياس و نيز در حالت مقياس شده، تغييرات قابل ملاحظه ­اي را به نمايش مي­ گذارد. حفظ مشخصات رفتار پايدار سازه بويژه در بازه زماني پالس بزرگ سرعت و پس لرزه­ هاي پيوسته آن، همراه با حفظ دامنه تغييرمكان جانبي در محدوده ايمن، موضوع مهم در بحث فوق است.

Provisions and recommendations of seismic codes are generally based on the determination of design earthquake and also the effects of aftershocks are neglected. Moreover, in regions with high seismicity risk, aftershocks with different magnitude and occurrence time would take place following the main-shock. The main purpose of this paper is to evaluate seismic response parameters of a twenty-story bundled tube frame subjected to three-components near-field ground motions considering the effects of aftershocks. Spectral and physical characteristics of aftershocks encompass a wide range of magnitudes. Hence, the ground shaking modeling procedure is conducted via different ratios of aftershock peak ground acceleration divided by that of the proposed main-shock. The main characteristic of strong ground motion records used in this research is the existence of consecutive long duration and high amplitude velocity pulses. Occurrence of successive strong aftershocks leads to accumulation of permanent displacement as well as residual drift in the structures. In order to generate aftershocks, the randomized approach was applied in this study. The response parameters studied in this paper include maximum story drift envelope, story residual drift, plastic hinge mechanisms and induced axial forces due to shear lag effect. The results obtained from analyses reveal that the amount of story drift and its variations, are directly proportional to the presence of rupture directivity effects in earthquake record as well as the ratio of aftershock peak ground acceleration to that of the main-shock, i.e. PGAas/PGAms. Moreover, residual drift under earthquake tremors containing successive aftershocks, either free field records (related to the actual dynamic behavior viewpoint) or scaled ones (related to the performance based design viewpoint) represents considerable variations.