بررسی رفتار دیوار‌های مرکزگرای پایه‌-گهواره‌ای و گهواره‌ای دوگانه تحت شتاب‎نگاشت‎های لرزه‌ای دور و نزدیک گسل

مهندسی عمران فردوسی

دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 33، فروردین 1400، صفحه 53-76   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jfcei.2021.68094.1008

نویسندگان

اسماعیل محمدی ده چشمه¹؛ وحید بروجردیان^{* 2}

¹دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

²دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران. ایران

چکیده

 در این تحقیق، به بررسی رفتار لرز‌ه‌ای دیوارهای بتنی مرکزگرای گهواره‌ای در دو حالت پایه- گهواره‎ای و گهواره‎ای دوگانه پرداخته شد. برای تحلیل‎های لرزه‎ای از سه مجموعه شتاب‌نگاشت شامل 22 شتاب‎نگاشت دور از گسل، 14 شتاب‎نگاشت نزدیک گسل دارای پالس و 14 شتاب‎نگاشت نزدیک گسل بدون پالس استفاده ‌شد. به این منظور، سازه‎های 8، 12، 16 و 20 طبقه تحت اثر شتاب‌نگاشت‎های مزبور مورد تحلیل‌ تاریخچه - زمانی غیرخطی قرار گرفتند. براساس مساحت کابل پیش‎تنیده مورداستفاده در دیوار، سه نوع دیوار گهواره‌ای دوگانه در نظرگرفته‌شد و رفتار لرزه‎ای آن با رفتار دیوار پایه - گیردار و پایه - گهواره‌ای مقایسه شد. مدل‌سازی‎ها در نرم‌افزار OpenSEES و به‌صورت دوبعدی انجام‌شدند. برای صحت‌سنجی مدل‎سازی، از داده‎های آزمایشگاهی موجود در خصوص دیوارهای پایه - گیردار و پایه - گهواره‌ای استفاده شد. به‌منظور مطالعه‌ی تطبیقی سازه‌های موردنظر، ضرایب مطلوبیت براساس کاهش اثرات مودهای بالا و کاهش جابه‌جایی‌های نسبی پس‌ماند تعریف شد. نتایج نشان داد، به‌طور کلی شاخص مطلوبیت دیوارهای گهواره‌ای دوگانه بیشتر از سایر سیستم‎های موردمطالعه در این تحقیق است. علاوه‌بر این، کاهش مساحت کابل در بلوک تحتانی دیوارهای گهواره‌ای دوگانه در کاهش اثرات مودهای بالا بسیار مؤثر است.

کلیدواژه‌ها

سیستم مرکزگرا؛ دیوار گهواره‌ای؛ جابه‌جایی نسبی پس‌ماند؛ پس‌کشیدگی؛ اثر مودهای بالا

سایر فایل های مرتبط با مقاله

4-brojerdian-Revised.pdf

مراجع

1. Perez, F. J., Pessiki, S., and Sause, R., "Seismic Design of Unbonded Concrete Walls with Vertical Joint Connectors", PCI J., Vol. 49, No. 1, pp. 58–79, doi: 10.15554/pcij.01012004, (2004).
2. Kurama, Y. C., "Simplified Seismic Design Approach for Friction-damped Unbonded Post-tensioned Precast Concrete Walls", ACI Struct. J., Vol. 98, No. 5, pp. 705–716, (2001).
3. Pennucci, D., Calvi, G. M., and Sullivan, T. J., "Displacement‐based Design of Precast Walls with Additional Dampers", Earthq. Eng., Vol. 13, No. S1, pp. 40–65, (2009).
4. Holden, T., Restrepo, J., and Mander, J. B., "Seismic Performance of Precast Reinforced and Prestressed Concrete Walls," Struct. Eng., Vol. 129, No. 3, pp. 286–296, doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:3(286) , (2003).
5. Restrepo, J. I., and Rahman, A., "Seismic Performance of Self-Centering Structural Walls Incorporating Energy Dissipators," Struct. Eng., Vol. 133, No. 11, pp. 1560–1570, doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2007)133:11(1560) , (2007).
6. Perez, F. J., Pessiki, S., and Sause, R., "Experimental Lateral Load Response of Unbonded Post-Tensioned Precast Concrete Walls.," ACI Struct. J., Vol. 110, No. 6, (2013).
7. Perez, F. D. J., "Lateral Load Behavior and Design of Unbonded Post- Tensioned Precast Concrete Walls with Ductile Vertical Joint Connectors Lateral Load Behavior and Design of Unbonded Post- Tensioned Precast Concrete Walls with Ductile Vertical Joint Connectors", (1998).
8. Kurama, Y., Ph, D., Pessiki, S., and Ph, D., "Seismic Behavior and Design of Unbonded Post-Tensioned Precast Concrete Walls", PCI J., No. May-June, pp. 18, (1999).
9. Kurama, Y. C., "Seismic Design of Unbonded Post-Tensioned Precast Concrete Walls with Supplemental Viscous Damping", ACI Struct. J., Vol. 97, No. 4, pp. 648–658, doi: 10.14359/7431, (2000).
10. Kurama, Y. C., "Hybrid Post-Tensioned Precast Concrete Walls for Use in Seismic Regions", PCI J., Vol. 47, No. 5, pp. 36–59, doi: 10.15554/pcij.09012002.36.59, (2002).
11. Eatherton M. R., et al., "Design Concepts for Controlled Rocking of Self-centering Steel-braced Frames", Struct. Eng., Vol. 140, No. 11, pp. 4014082, (2014).
12. Ma, X., Eatherton, M., Hajjar, J., Krawinkler, H., and Deierlein, G., "Seismic Design and Behavior of Steel Frames with Controlled Rocking—Part II: Large Scale Shake Table Testing and System Collapse Analysis", ASCE Struct. Congr., No. 2, pp. 1534–1543, doi: doi:10.1061/41130(369)139, (2010).
13. Wiebe, L., Christopoulos, C., and Pampanin, S.,"Seismic Response of Self-centering Base-rocking Steel Structures", in Proceedings of the Ninth Canadian Conference on Earthquake Engineering, (2007).
14. Wiebe, L. D. A., "Design of Controlled Rocking Steel Frames to Limit Higher Mode Effects", (2013).
15. Wiebe, L., and Christopoulos, C., "A Cantilever Beam Analogy for Quantifying Higher Mode Effects in Multistorey Buildings", Eng. Struct. Dyn., Vol. 44, No. 11, pp. 1697–1716, (2015).
16. Wiebe, L., and Christopoulos, C., "Mitigation of Higher Mode Effects in Base-rocking Systems by Using Multiple Rocking Sections", Earthq. Eng., Vol. 13, No. 1 SUPPL. 1, pp. 83–108, doi: 10.1080/13632460902813315, (2009).
17. Khanmohammadi, M., and Heydari, S., "Seismic Behavior Improvement of Reinforced Concrete Shear Wall Buildings Using Multiple Rocking Systems", Struct., Vol. 100, pp. 577–589, 2015, doi: 10.1016/j.engstruct, 06.043, (2015).
18. Kang, S.-M., Kim, O.-J., and Park, H.-G., "Cyclic Loading Test for Emulative Precast Concrete Walls with Partially Reduced Rebar Section", Struct., Vol. 56, pp. 1645–1657, (2013).
19. Shoujun, W., Peng, P., and Dongbin, Z., "Higher Mode Effects in Frame Pin‐supported Wall Structure by Using a Distributed Parameter Model", Eng. Struct. Dyn., Vol. 45, No. 14, pp. 2371–2387, (2016).
20. Wu, D., Zhao, B., and Lu, X., "Dynamic Behavior of Upgraded Rocking Wall-moment Frames Using an Extended Coupled-two-beam Model", Soil Dyn. Earthq. Eng., Vol. 115, No. January, pp. 365–377, doi: 10.1016/j.soildyn.2018.07.043, (2018).
21. Hasan, M. R., "Parametric Study and Higher Mode Response Quantification of Steel Self-Centering Concentrically-Braced Frames", University of Akron, (2012).
22. Wiebe, L., Christopoulos, C., Tremblay, R., and Leclerc, M., "Mechanisms to Limit Higher Mode Effects in a Controlled Rocking Steel Frame. 1: Concept, Modelling, and Low-amplitude Shake Table Testing", Eng. Struct. Dyn., Vol. 42, No. 7, pp. 1053–1068, doi: 10.1002/eqe.2259, (2013).
23. Wiebe, L., Christopoulos, C., Tremblay, R., and Leclerc, M., "Mechanisms to Limit Higher Mode Effects in a Controlled Rocking Steel Frame. 2: Large‐amplitude Shake Table Testing", Eng. Struct. Dyn., Vol. 42, No. 7, pp. 1069–1086, (2013).
24. Steele T. C., and Wiebe, L. D. A., "Reducing the Forces in Controlled Rocking Steel Braced Frames Using Partial Ductile Behavior", in 11 U.S. National Conference on Earthquake Engineering, No. June, (2018).
25. Steele, T. C., and Wiebe, L. D. A., "Dynamic and Equivalent Static Procedures for Capacity Design of Controlled Rocking Steel Braced Frames", Eng. Struct. Dyn., Vol. 45, No. 14, pp. 2349–2369, (2016).
26. Li, T., Berman, J. W., and Wiebe, R., "Parametric Study of Seismic Performance of Structures with Multiple Rocking Joints", Struct., Vol. 146, pp. 75–92, (2017).
27. Buddika, H. A. D. S., Ph, D., Wijeyewickrema, A. C., and Ph, D., "Seismic Shear Forces in Post-Tensioned Hybrid Precast Concrete Walls", Struct. Eng., Vol. 144, No. (2009), doi: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002079, (2018).
28. Najam, F. A., Qureshi, M. I., Warnitchai, P., and Mehmood, T., "Prediction of Nonlinear Seismic Demands of High-rise Rocking Wall Structures Using a Simplified Modal Pushover Analysis Procedure", Des. Tall Spec. Build., Vol. 27, No. 15, pp. 1–20, doi: 10.1002/tal.1506, (2018).
29. Qureshi, M. I., and Warnitchai, P., "Reduction of Inelastic Seismic Demands in a Mid‐rise Rocking Wall Structure Designed Using the Displacement‐based Design Procedure", Des. Tall Spec. Build., Vol. 26, No. 2, pp. e1307, (2017).
30. Panagiotou, M., and Restrepo, J. I., "Dual‐plastic Hinge Design Concept for Reducing Higher‐mode Effects on High‐rise Cantilever Wall Buildings", Eng. Struct. Dyn., Vol. 38, No. 12, pp. 1359–1380, (2009).
31. Arabzadeh H., and Galal, K., "Seismic-response Analysis of RC C-shaped Core Walls Subjected to Combined Flexure, Shear, and Torsion", Struct. Eng., Vol. 144, No. 10, pp. 4018165, (2018).
32. Standards, N. Z., "Appendix B: Special Provisions for the Seismic Design of Ductile Jointed Precast Concrete Structural Systems", NZS 3101: 2006, Concrete Standard. Wellington New Zealand, (2006).
33. Orakcal, K., and Wallace, J. W., "Flexural Modeling of Reinforced Concrete Walls-experimental Verification", ACI Mater. J., Vol. 103, No. 2, pp. 196, (2006).
34. FEMA, FEMA P695 :Quantification of Building Seismic Performance Factors. US Department of Homeland Security, FEMA, (2009).
35. Archila, M., "Directionality Effects of Pulse-like Near Field Ground Motions on Seismic Response of Tall Buildings", University of British Columbia, (2014).
36. ASCE/SEI 7, "Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures (ASCE/SEI 7-16)", (2016).