ارزيابي آسيب‌پذيري لرزه‌اي احتمالاتي ساختمان‌هاي بلند مرتبه منظم با سيستم قاب خمشي بتن آرمه ويژه تحت زلزله‌هاي با زمان تناوب بلند

Probabilistic Seismic Assessment of RC Tall Regular Buildings Having Special Moment Frames Subjected to Long-period Earthquakes

تعداد زيادي از ساختمان‌هاي بلند در دنيا در شهرهايي كه در نزديگي گسل‌هاي فعال هستند ساخته شده‌اند. زلزله‌هاي نزديك به گسل گذشته عموما داراي زمان تناوب غالب بزرگتر از 1 ثانيه بوده كه به عنوان ركوردهاي با زمان تناوب بلند ناميده مي‌شوند. با توجه به بزرگ بودن مقدار زمان تناوب غالب اين نوع زلزله‌ها، افزايش آسيب‌پذيري لرزه‌اي ساختمان‌هاي بلند مرتبه با زمان تناوب بزرگ قابل پيش‌بيني مي‌باشد. در اين مقاله آسيب‌پذيري لرزه‌اي احتمالاتي ساختمان‌هاي بلند مرتبه با سيستم قاب خمشي ويژه تحت زلزله‌هاي با زمان تناوب بلند مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور سه مدل ساختمان بلند مرتبه با سيستم سازه‌اي قاب خمشي بتن آرمه ويژه با تعداد طبقات 15، 25 و 35 با پلان مشابه در نرم‌افزار اوپنسيس بصورت سه بعدي مدل‌سازي شده و تحليل ديناميكي غيرخطي تاريخچه زماني فزاينده (IDA) تحت ركوردهاي با زمان تناوب بلند و كوتاه به تفكيك براي آنها انجام گرديد. با درنظر گرفتن دريفت غيرخطي حداكثر طبقات به عنوان پارامتر تقاضاي مهندسي، منحني‌هاي شكنندگي لرزه‌اي براي سطوح آسيب جزيي، متوسط، گسترده و كامل براي اين مدل‌ها بدست آمد. نتايج مقاله حكايت از آسيب‌پذيري لرزه‌اي بيشترساختما‌ن‌هاي بلند مرتبه تحت زلزله‌هاي با زمان تناوب بلند دارد و هرچقدر از سطح آسيب جزيي به سمت آسيب متوسط، گسترده و كامل برويم اختلاف ميزان آسيب‌پذيري لرزه‌اي تحت ركوردهاي با زمان تناوب بلند نسبت به زمان تناوب كوتاه بيشترخواهد شد. به طوريكه مقادير ميانه شكنندگي لرزه‌اي در مدل 35 طبقه تحت زلزله‌هاي با زمان تناوب كوتاه در سطوح آسيب جزيي، متوسط، گسترده و كامل به ترتيب برابر با مقادير g0/084، g0/16، g0/44 و g0/95 مي‌باشد. حال آانكه اين مقادير براي ركوردهاي با زمان تناوب بلند مرتبه به ترتيب برابر با g0/032، g0/065، g0/175 و g0/39 مي‌باشد. بدين ترتيب، در سطح آسيب كامل ميانه شكنندگي لرزه‌اي براي زلزله‌هاي با زمان تناوب بلند حدود 60 درصد كاهش يافته است

Numerous tall buildings in the world are located in cities near active faults. Generally, past near-fault earthquakes had predominant period greater than 1 sec. so called as long-period earthquakes. In such earthquakes, tall building having great natural period seems to be more vulnerable. In this research, seismic performance of RC tall buildings having special moment frames subjected to long-period earthquakes are assessed via fragility curves. Subsequently, three models of 15, 25 and 35 story buildings are modelled in OpenSEES and IDA analysis is performed under long and short period earthquakes. Considering maximum nonlinear drifts as engineering demand parameter, seismic fragility curves at different performance levels are developed. By comparing the fragility curves and their median values, the effect of earthquake predominant period on the seismic performance of high-rise buildings are discussed. It is concluded that, the RC tall buildings, are more vulnerable in Long-period earthquakes compared with short period ones. At low damage levels such as slight and moderate, this difference seems to be small but for extensive and complete damage levels the considered models are much more fragile in long period records. So that the average values of seismic fragility for 35 story building model Subjected to short-period earthquakes at partial, medium, wide and complete damage levels are equal to the values of 0.084g, 0.16g, 0.44g and 0.95g, respectively. However, these values are equal to 0.032g, 0.065g, 0.175g and 0.39g, respectively, for earth motion with high period. As in complete damage level the seismic median fragility decreased 60 % for long- period earthquakes.