بررسي ضريب رفتار و رفتار لرزه اي قابهاي تركيبي فولادي بتني به روش آناليز پوش آور تطبيقي (APA)

Evaluation of Response Modification Factor and Seismic Behaviour of Dual Systems of RC and Steel Structures Using Adaptive Pushover Analysis (APA)

در حال حاضر بهترين روش برآورد پارامترهاي لرزه اي سازه ها، تحليل ديناميكي غيرخطي مي باشد. ولي به دليل پيچيدگي و زمان بر بودن آن، محققين و آيين نامه هاي مدرن اخيراً كاربرد تحليل هاي استاتيكي غيرخطي موسوم به پوش آور مرسوم را پيشنهاد نمودند. با توسعه كاربرد تحليل پوش آور در سالهاي اخير روشهاي پوش آور پيشرفته متعددي براي لحاظ كردن رفتار واقعبينانه سازه ها از جمله اثر مودهاي بالاتر و يا اثر تغييرات مشخصات مودال سازه در طول تحليل ناشي از تسليم اعضا پيشنهاد شده است. جهت رفع نواقص روش پوش آور مرسوم، آناليز پوش آور تطبيقي به عنوان يكي از روشهاي جايگزين پيشنهاد گرديده كه در آن در هرگام با توجه به كاهش سختي المانهاي سازه الگوي بارگذاري اصطلاحاً به هنگام گردد. در بعضي از موارد نيروهاي زلزله چندين برابر مقداري هستند كه از محاسبات نيروي زلزله كه بر اساس ضوابط آيين نامه ها به دست مي آيد. اين كاهش به وسيله ضريبي به نام ضريب رفتار انجام مي شود. در اين تحقيق، شيوه طراحي لرزه اي سازه ها و پارامترهاي موثر در طراحي لرزه اي سازه هاي تركيبي با استفاده از منحني ظرفيت به دست آمده از تحليل پوش آور تطبيقي توضيح داده شده است. در اين تحقيق ضريب رفتار، ضريب شكل پذيري و ضريب اضافه مقاومت قاب تركيبي يا دوگانه خمشي بتني همراه با مهاربند هم محور فولادي و قاب خمشي فولادي همراه با ديوار برشي بتني با استفاده از آناليز پوش آور تطبيقي به دست آمده است. براي اين منظور از شش قاب تركيبي با تعداد طبقات پنج، ده و پانزده كه بر مبناي آيين نامه 2800 (ويرايش سوم) طراحي شده اند، استفاده شده است. همچنين از طيف زلزله مرتبط با 22 شتابنگاشت معرفي شده آيين نامه FEMA695 براي FAR-FEILD در آناليز پوش آور تطبيقي (APA) استفاده شده است. ضريب رفتار به دست آمده در اين مقاله به صورت ميانگين از جداول ضريب رفتار با استفاده از آناليز پوش آور تطبيقي براي قابهاي تركيبي يا دوگانه برابر با 22/7 به دست آمده است. با توجه به جداول و نمودارهاي رفتار لرزه اي، شكل پذيري قاب خمشي بتني با مهاربند هم محور فولادي از قابهاي ديگر بالاتر بوده و اين مورد رفتار مناسبتر اين قاب تركيبي را در برابر زلزله و اهميت اين قاب را در امر بهسازي سازه ها مي رساند. با توجه به نتايج حاصل از ضريب رفتار و تفاوت ضرايب در ارتفاع به نظر مي رسد اگر ضريب رفتار با توجه به ارتفاع ساختمان مشخص شود، بهتر است.

Abstract Non-linear dynamic analysis is considered the most complete method for estimating seismic performance parameters of a structure. However, due to its complexity and time consumption, researchers and seismic code authorities suggest the use of non-linear static analysis (also called Pushover Analysis). With the development of the application of Pushover Analysis in recent years, more advanced types of Pushover analyses are proposed, attempting to take into account different important behavioral features of the structures during an earthquake, such as the effect of higher modes and/or the effect of changes in modal characteristics of the buildings during seismic excitations. Adaptive Pushover Analysis (APA) is one of these proposed methods in which the structural stiffness and the lateral load pattern change during a given step of the loading. Earthquake forces are usually a few times more than the value obtained from seismic codes. This decrease is enforced by response modification factor. In this paper, effective parameters in seismic design of dual structural systems have been explained by using the capacity curve obtained from Adaptive Pushover Analysis. Using Adaptive Pushover Analysis, seismic performance parameters such as response modification factor, over-strength factor and ductility ratio are evaluated for two different types of dual-structural systems: 1) RC moment resisting frames (MRFs) with steel braced frames, and 2) steel (MRFs) with RC shear walls. These two dual-structural systems have 5, 10 and 15 stories and are designed according to IRANʹs seismic code (Std. No. 2800, Third Edition). For Adaptive Pushover Analysis, 22 far-field earthquake records recommended by FEMA-P695 are used. Mean value of response modification factors for different dual systems is obtained to be 7.22. Dual systems of RC MRFs with steel braced frames showed better seismic performance and are therefore highly recom-mended for rehabilitation of existing RC structures. According to the results obtained, the building height has significant impact on the response modification factor.