Effect of the Boundary Elements on the Seismic Performance of Permanent Shuttering Concrete Panel Structures

مهندسی عمران فردوسی

Article 6, Volume 25, Issue 2, November 2014, Pages 79-98   

Document Type: پژوهشی

DOI: 10.22067/civil.v25i2.40649

Authors

A. Jafari; B. Hassani^*

Abstract

Study of the effect of confinement of concrete on the seismic performance and behavior of permanent shuttering concrete panel structures is the subject of this paper. For this purpose, a few building models with different heights, but similar planar layout of walls, with and without considering the effect of confinement, i.e. execution of boundary elements, are taken into consideration. For this study, the PERFORM 3D software is employed for the modeling of nonlinear behavior of these structures by the possibility of using a multi layer shell element with fiber sections. For finite element modeling of these sections two types of concrete fibers, confined and non-confined, are employed. After modeling and carrying out nonlinear analyses, performance of each of specimens at two different risk levels is determined. The obtained results indicate that although execution of the boundary elements in these structural systems does not considerably improve the seismic performance but the confinement is a major factor in improving some parameters such as ductility, the probable maximum strength and the loss of energy that have a positive influence on the seismic performance of the structure.

Keywords

Performance Based Design; Bearing Wall System; Concrete Confining; Modeling of Nonlinear Behavior

References

1. Hassani, B. and Jafari, A., "An Investigation on the Seismic Performance of Reinforced Concrete Panel Structures", Asian Journal of Civil Engineering (Building and Housing), Vol. 13, NO. 2, PP. 181-193, (2012).

2. جعفری، ا.، "بررسی لرزه‌ای سازه‌های پانلی"، پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، (1387).

3. حسنی، ب. و جعفری، ا.، "بررسی تأثیر اجرای اجزای مرزی در بهبود عملکرد و رفتار لرزه‌ای سازه‌های پانلی پیش‌قالب‌بندی شده"، طرح پژوهشی نوع 2 (کاربردی)، شماره 15017، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، (1389).

4. Sheikh, S.A. and Uzumeri, S.M., "Analytical model for concrete confinement in tied columns", ASCE Journal of Structural Division, 108(ST12), PP. 2703-2722., (1982).

5. Mander, J.B., Priestley, M.J.N., Park, R., "Theoretical stress-strain model for confined concrete", ASCE Journal of Structural Engineering, 114(8), PP. 1804-1826., (1988).

6. Saatcioglu, M., Razvi, S., "Confinement model for high strength concrete", ASCE Journal of Structural Engineering, 125(3), PP. 281-289., (1999).

7. حسنی، ب. و جعفری، ا.، "بررسی رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های پانلی بتن مسلح"، فصل‌نامه‌ی علمی- پژوهشی فناوری آموزش، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، سال سوم، جلد 3، شماره 2، 99- 108. ، (1387).

8. تهرانی‌زاده، م. و عزیززاده، ش.، "تعیین سطح عملکردی سازه دال و دیوار بتنی طراحی شده براساس استاندارد 2800"، چهارمین همایش ملی نگرشی بر آیین‌نامه‌ی طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد 2800)، وزارت مسکن و شهرسازی، تهران، ایران، (1388).

9. میرقادری، س. ر.، سروقدمقدم، ع. و یوسف‌پور، ح.، "ارزیابی رفتار لرزه‌ای غیرخطی و مؤلفه‌های ضریب رفتار ساختمان‌های بتن مسلح ساختهشده با کاربرد قالب‌های تونلی"، چهارمین همایش ملی نگرشی بر آیین‌نامه‌ی طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد 2800)، وزارت مسکن و شهرسازی، تهران، ایران، (1388).

10. American Concrete Institute, ACI 318-05, "Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary - ACI 318R-05", Farming Hills, MI, USA, (2005).

11. آیین‌نامه‌ی طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله‌ی ایران ( استاندارد 84-2800 ایران)، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، نشریه شماره ض-253، (1384).

12. American Society of Civil Engineers, ASCE41-06, "Seismic Rehabilitation of Existing Buildings", ASCE, Reston, Virginia, (2007).

13. Computers & Structures Inc., "PERFORM Components and Elements for PERFORM-3D and PERFORM-COLLAPSE", University Ave. Berkeley, USA, (2006).

14. Kappos, A., "Analytical prediction of collapse earthquake for RC buildings: suggested methodology", Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 20, PP. 167-176, (1991).

15. Mander, J.B., Priestley, M.J.N., Park, R., "Observed stress–strain behavior of confined concrete", ASCE Journal of Structural Engineering, 114(8), PP. 1827-1849, (1988).

16. Dodd, LL. and Restrepo-Posada, JI, "Model for predicting cyclic behavior of reinforcing steel", J Struct Eng, ASCE, 121, PP. 33–45, (1995).

17. Monti, G. and Nuti, C., "Nonlinear cyclic behavior of reinforcing bars including buckling", J Struct Eng, ASCE, 118, PP. 68–84, (1992).

18. Federal Emergency Management Agency, FEMA 440, "Improvement of Nonlinear Static Analysis Procedures", Building Seismic Safety Council, Washington D.C., (2005).

19. Ghodrati Amiri, G., and Razavian Amrei, A., "Seismic Hazard of Tehran based on seismic rehabilitation code for existing building in Iran", First European Conf on earthquake engineering and seismology, Switzerland, (2006).

20. http://peer.berkeley.edu/smcat/