تاثير مدهاي بالاتر در تحليل بارافزون ساختمان‌هاي بتن‌آرمه تحت اثر زمين‌لرزه‌هاي نزديك گسل

Higher Mode Effects in the Pushover Analysis of RC Buildings Subjected to the Near-Fault Ground Motions

چكيدهدر طراحي بر اساس عملكرد، تعيين نيازهاي لرزه‌اي يك گام مهم و اساسي در روند طراحي مي‌باشد. نيازها را مي‌توان به‌كمك روش‌هاي خطي يا غيرخطي تعيين نمود. دستورالعمل به‌سازي لرزه‌اي ساختمان‌هاي موجود، روش‌هاي تحليلي مختلفي را به‌منظور ارزيابي و تعيين نيازها معرفي مي‌نمايد. از آن‌جايي كه انتظار مي‌رود اعضاي سازه‌اي تحت اثر نيروي لرزه‌اي رفتار غيرخطي از خود بروز دهند، لذا منطقي است كه در تعيين نيازهاي اعضا، روش‌هاي غيرخطي مورد استفاده قرار گيرند. از بين دو روش غيرخطي، روندهاي استاتيكي شامل تحليل‌هاي بارافزون نسبت به روندهاي تاريخچه زماني مقبوليت بيش‌تري دارند. لذا در اين مقاله به بررسي روش‌هاي غيرخطي و تفاوت‌هاي موجود بين روش‌هاي استاتيكي و ديناميكي غيرخطي براي تخمين نيازهاي لرزه‌اي ‌پرداخته مي‌شود و نتايج و آثار استفاده از روش‌هاي بارافزون در تخمين نياز لرزه‌اي اعضا تحت اثر زمين‌لرزه‌هاي حوزه‌ي دور و نزديك مورد بحث و بررسي قرار مي‌گيرد.مقايسه‌ي نتايج حاصل از روش بارافزون با نتايج تحليل تاريخچه‌ي زماني غيرخطي نشان مي‌دهد كه روش‌هاي بارافزون در سطوح فوقاني سازه نيازهاي لرزه‌اي را در حد پايين‌تري تخمين مي‌زنند. اين امر اهميت ارتباط مشاركت مدهاي بالاتر را در سازه‌هاي ميان‌مرتبه و بلندمرتبه مشخص مي‌نمايد.

Accurate identification of seismic hazard and the estimation of associated seismic demands are the key components in the performance-based seismic design (PBSD). Although nonlinear time history (NTH) analysis is the most precise procedure to evaluate the seismic demands of buildings structures, it is relatively complex and time-consuming for routine applications. Nonlinear static procedures (NSPs) are now prevalently used in engineering practice instead of nonlinear time history analysis for the prediction of seismic demands in building structures. Current Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings (No. 360) uses invariant load distributions. While those invariant load distributions (such as inverted triangle, uniform, or mass proportional) are based on the assumption that the response is primarily in its fundamental mode of vibration, it can lead to incorrect estimates for structures with significant higher mode contributions.The objective of this paper is evaluation of the assumptions, approximations and limitations of pushover analysis and the differences between static and dynamic methods to estimate seismic demands in building structures subjected to both far- and near-fault ground motions. Analytical results show that lateral load pattern used to estimate demands can have a significant influence on the computed demands. When compared to nonlinear time history estimates, pushover methods tend to underestimate demands at the upper levels signifying the relevance of high mode participation in mid to high rise structures.