ارزيابي احتمالاتي عملكرد لرزه‌اي ساختمان‌هاي فولادي داراي نامنظمي پيچشي زياد در پلان تحت اثر توالي زلزله و پس‌لرزه

Performance Seismic Assessment of Steel Frame Structures Having Torsional Irregularity Subjected to Mainshock-Aftershock

زمين‌لرزه پديده‌اي است كه همواره احتمال وقوع آن در نقاط مختلف دنيا وجود دارد و تاكنون موجب خسارات جاني و مالي فراواني شده است. وقوع پس‌لرزه‌ها پس از زلزله‌هاي متوسط و بزرگ امري طبيعي است كه با توجه به اهميت آن بايد بيشتر موردمطالعه قرار گيرد و اثر آن‌ها بر روي سازه‌هاي مختلف ارزيابي گردد، اما در آيين‌نامه‌هاي كنوني اثر پس‌لرزه در محاسبات لحاظ نگرديده است. از ديگر عوامل مؤثر بر رفتار ساختمان در هنگام وقوع زلزله، وجود نامنظمي پيچشي بوده كه ممكن است به علت محدوديت‌هاي معماري در پلان سازه ايجاد و به خسارات بيشتر در هنگام زلزله منتهي ‌گردد. در اين مقاله به اين منظور بررسي اثر هم‌زمان نامنظمي پيچشي و پس‌لرزه در سازه‌هاي فولادي قاب خمشي تحت زلزله حوزه نزديك از مدل‌هاي سه، پنج و هشت طبقه منظم در پلان و نامنظم پيچشي زياد در پلان توسط منحني‌هاي شكنندگي استفاده شده است. اين مدل‌ها ابتدا با استفاده از آيين‌نامه‌هاي ايران طراحي و پس از طرح مقاطع در نرم‌افزار OpenSees به‌صورت سه‌بعدي مدل‌سازي گرديده‌اند، سپس با استفاده از شتاب‌نگاشت‌هاي مناسب و سازگار با شرايط منطقه، سازه‌ها تحت تحليل ديناميكي افزايشي IDA قرارگرفته و بيشترين دريفت طبقات به‌عنوان پارامتر تقاضا تعيين گرديد. همچنين با انتخاب ظرفيت تغيير مكان نسبي بر اساس آيين‌نامه Hazus آمريكا براي چهار سطح عملكرد لرزه‌اي آسيب جزئي، متوسط، گسترده و كامل و با استفاده از روابط مربوط به قابليت اعتماد سازه‌ها، منحني‌هاي شكنندگي براي سازه‌هاي موردنظر ترسيم‌شده است. نتايج حاصل از تحليل‌هاي ديناميكي غيرخطي نشان مي‌دهد در اثر وقوع زلزله نامنظمي پيچشي تأثير بيشتري را بر روي مدل‌هاي پنج و هشت طبقه به نسبت سه‌طبقه در افزايش آسيب‌پذيري دارد. ضمناً بررسي مقادير ميانه شكنندگي لرزه‌اي در مدل‌هاي موردبررسي گوياي افزايش قابل‌توجه ميزان آسيب‌پذيري لرزه‌اي به‌واسطه وقوع پس‌لرزه در سازه‌هاي با سيستم قاب خمشي فلزي داراي نامنظمي پيچشي در پلان است.

The earthquake is a phenomenon that is likely to occur all over the world and so far it has caused a lot of human and financial losses. During earthquake events, it is not uncommon to observe after-shocks following a mainshock, aftershocks have the potential to cause severe damage to buildings and threaten life safety even when only minor damage is present from the mainshock, but in the current regulations, the effect of aftershocks is not considered. Another factor affecting the behavior of the building during the earthquake is a torsional irregularity that may be due to architectural constraints in the building and, if accompanied by aftershock, results in further damage to the structure. In this article, for assessing the effects of torsional irregularity and also the aftershocks, 3,5 and 8 story models with steel moment frame seismic system, first regular in plan and then with torsional irregularity are carried out according to the Iranian seismic code and then 3-dimensional analytical models analyzed based on Incremental Dynamic Analysis (IDA) in OpenSees. The maximum inter-story drift ratio is obtained for 20 sets of ground motion records with aftershocks compatible with the conditions of the region and the capacity is determined according to HAZUS-MH limit states and finally, the corresponding fragility curves for seismic performance levels of slight, moderate, extensive and complete are developed. The resulting seismic fragility curves revealed the destructive effect of torsional irregularity in 5 and 8 story is more than 3 story and the aftershock outputs illustrated that the effect of aftershock on the damage level increase when building have torsional irregularity.