بررسی اثر عدم قطعیت‌های ذاتی و شناختی در منحنی‌های شکنندگی سیستم قاب خمشی فولادی

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 1، دوره 33، شماره 3 - شماره پیاپی 31، آبان 1399، صفحه 1-15   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v33i3.85472

نویسندگان

امیرحسین گرجی¹؛ احسان درویشان^{* 2}؛ حسین باباجانیان بیشه³

¹گروه عمران، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن.

²گروه عمران، واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن

³علم و صنعت ایران

چکیده

هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر عدم قطعیت‌های ذاتی و شناختی مهم بر عملکرد لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی متوسط می‌باشد. برای انجام این ارزیابی از تحلیل دینامیکی افزایشی تعمیم‌یافته استفاده شده‌است. برای مد‌‌ل‌سازی ریاضی اثر عدم قطعیت‌های ذاتی رکورد‌به‌رکورد زلزله از چهل رکورد متفاوت زلزله در حوزه‌ی دور استفاده شده‌است. برای مدل‌سازی اثر عدم قطعیت‌های شناختی مهم نیز، پنج پارامتر مدل‌سازی مصالح مفصل‌های پلاستیک المان‌های سازه‌ای (برای انجام تحلیل‌های غیر خطی) به‌صورت غیر قطعی و با مشخصات آماری مربوط در نظر گرفته شده‌است. سپس بااستفاده از روش‌های ساده‌شده و کارامد تولید نمونه‌های تصادفی، پنجاه ترکیب از این پنج پارامتر تولید شده‌است و برای هر کدام از آنها (برای هر یک از این پنجاه مدل) یک دسته منحنی تحلیل دینامیکی افزایشی استخراج شده‌است. نتایج این بررسی حاکی از آن است که پارامترهای دارای عدم قطعیت شناختی بیشترین تأثیر خود را بر منحنی شکنندگی متناظر با حالت حدی قابلیت استفاده بی‌وقفه (IO)دارند. به عبارت دیگر در دو حالت حدی آستانه‌ی فروریزش (CP) و ناپایداری دینامیکی  (GI)اگر امکان انجام تحلیل دینامیکی افزایشی برای تمامی پنجاه نمونه نباشد، منحنی شکنندگی مربوط به مدل میانگین جواب نسبتاً قابل قبولی خواهد داشت؛ اما در مورد حالت حدی IO  این‌گونه نیست و اثر عدم قطعیت‌های شناختی بسیار حائز اهمیت می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

تحلیل دینامیکی افزایشی؛ منحنی‌های شکنندگی؛ عدم قطعیت‌های ذاتی؛ عدم قطعیت شناختی؛ قاب خمشی فولادی

سایر فایل های مرتبط با مقاله

1-gorji-Revised.pdf

مراجع

1.    Horspool, N.A., King, A.B., Lin, S.L., and Uma, S.R., "Damage and losses to residential buildings during the Canterbury earthquake sequence.", 2016 New Zealand Society for Earthquake Engineering, Conference. (2016).

2.    Jiang, L., and Ye, J., "Quantifying the Effects of Various Uncertainties on Seismic Risk Assessment of CFS Structures", Bulletin of Earthquake Engineering, Vol. 18, No. 1, pp. 241-272, (2020).

3.    Jiang, L., Hong, Z., and Hu, Y., "Effects of Various Uncertainties on Seismic Risk of Steel Frame Equipped with Steel Panel Wall", Bulletin of Earthquake Engineering, Vol. 16, No. 12, pp. 5995-6012, (2018).

4.    Jalayer, F. “Direct probabilistic seismic anaysis: implementing non-linear dynamic assessments”, Stanford University, 2003.

        O’Reilly, G.J., and Sullivan, T.J., "Quantification of Modelling Uncertainty in Existing Italian RC Frames", Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 47, No. 4, pp. 1054-1067, (2018).

6.    Dolsek, M., "Estimation of Seismic Response Parameters through Extended Incremental Dynamic Analysis", Computational methods in earthquake engineering. Springer, Dordrecht, pp. 285–304, (2011).

7.    Shinozuka, M., Feng, M. Q., Lee, J., and Naganuma, T., "Statistical Analysis of Fragility Curves", Journal of Engineering Mechanics, Vol. 126, No. 12, pp. 1224–1231, (2000).

8.    Banerjee, S., and Shinozuka, M., "Mechanistic Quantification of RC Bridge Damage States under Earthquake through Fragility Analysis", Probabilistic Engineering Mechanics, Vol. 23, No. 1, pp. 12–22, (2008).

9.    Celik, O.C., Ellingwood, B.R., "Seismic Fragilities for Non-ductile Reinforced Concrete Frames–Role of Aleatoric and Epistemic Uncertainties", Structural Safety, Vol. 32, No. 1, pp. 1-12, (2010).

10. Ajamy, A., Zolfaghari, M.R., Asgarian. B., and Ventura, C. E., "Probabilistic Seismic Analysis of Offshore Platforms Incorporating Uncertainty in Soil-pile-structure Interactions", Journal of Constructural Steel research, Vol. 101, Pp. 265-279, (2014).

11. Asgarian, B., and Ordoubadi, B., "Effects of Structural Uncertainties on Seismic Performance of Steel Moment Resisting Frames", Journal of Constructural Steel research, Vol. 120, Pp.132–42, (2016).

12. Heidary-Torkamani, H., Bargi, K., Amirabadi. R., and McCllough, N.J., "Fragility Estimation and Sensitivity Analysis of an Idealized Pile-supported Wharf with Batter Piles", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 61, pp. 92–106, (2014).

13.   شمس، محمد مهدی، «ارزیابی قابلیت اعتماد قاب‌های بتنی با درنظر گرفتن عدم قطعیت‌های ذاتی و شناختی"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده‌ی مهندسی عمران، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، (1392).

14.   رضایی، فاطمه، گرامی، محسن، نادرپور، حسین، "ارزیابی قابلیت ‏اطمینان لرزه‏ای قاب‏های خمشی فولادی به‌سازی‌شده با مهاربندهای هم‌گرا با مدل‏های احتمالاتی"، نشریه‌ی مهندسی سازه و ساخت، (4)2، صفحات 18-5، (1396).

15. Kayhani, A., Drabanian, R., Mohsenian, V., and Naderi, R., "Probabilistic Assessment of the Effects of the Uncertainty on the Seismic Peroformance of Steel Frames Equipped with Tuned Mass Damper", Sharif Journal of Civil Engineering, Vol. 34, No. 2, pp. 41-50, (2018).

16.   آیین‌نامه‌ی طراحی ساختمان‌ها دربرابر زلزله (استاندارد 2800)، ویرایش 4، مرکز تحقیقات راه و مسکن و شهرسازی، (1393).

17.   مقررات ملی ساختمان، مبحث ششم: بارهای وارد بر ساختمان، دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان، (1392).

18. American Institute of Steel Construction (AISC), “Specification for Structural Steel Buildings”, ANSI/AISC 360-10, Chicago, (2010).

19. McKenna, F. “OpenSees: a framework for earthquake engineering simulation”, Computing in Science & Engineering, Vol. 13, No. 4, pp. 58-66, (2011).

20. Charney, F.A., "Unintended Consequences of Modeling Damping in Structures", Journal of Structural Engineering, Vol. 134, No. 4, pp. 581–92, (2008).

21. Ibarra, L.F., and Krawinkler, H., "Global Collapse of Frame Structures under Seismic Excitations", Pacific Earthquake Engineering Research Center Berkeley, CA, (2005).

22. Lignos, D.G., and Krawinkler, H., "Deterioration Modeling of Steel Components in sSupport of Collapse Prediction of Steel Moment Frames under Earthquake Loading", Journal of Structural Engineering, Vol. 137, No. 11, pp. 1291–302, (2011).

23. Gholipour, Y., Bozorgnia, Y., Rahnama, M., Berberian. M., and Shojataheri, J., "Probabilistic Seismic Hazard Analysis, Phase I–greater Tehran Regions", Faculty of Engineering, Tehran University, Tehran, (2008).

24. Center, P. E. E. R., "PEER Ground Motion Database", Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California Berkeley, CA, (2013).

25. Lemaire, M., "Structural Reliability", John Wiley & Sons, pp. 233-265, (2013).

26. McKay, M.D., Beckman, R.J., and Conover, W.J., "Comparison of Three Methods for Selecting Values of Input Variables in the Analysis of Output from a Computer Code", Technometrics, Vol. 21, No. 2, pp. 239–45, (1979).

27. Vořechovský, M., and Novák, D., "Correlation Control in Small-sample Monte Carlo type Simulations I: A Simulated Annealing Approach", Probabilistic Engineering Mechics, Vol. 24, No. 3, pp. 452–62, (2009).

28. Benjamin, J.R., and Cornell, C.A., "Probability, Statistics and Decision for Civil Engineers", New York: McGraw‐Hill, pp. 370-499, (1970).

29. Soong, T.T., "Fundamentals of Probability and Statistics for Engineers", John Wiley & Sons, (2004).

30. Walpole, R.E., Myers, R.H., Myers, S.L., and Ye, K., "Probability and Statistics for Engineers and Scientists", Pearson(2012).

31. Rahnama, M., and Krawinkler, H., "Effects of Soft Soil and Hysteresis Model on Seismic Demands", Report No. 108, Stanford University, John A. Blume Earthquake Engineering Center, pp. 34-61, (1993).

32. FEMA., "Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-frame Buildings", Report No. FEMA-350 SAC Joint Venture, Federal Emergency Management Agency, Washington, DC, (2000).