میزان درز انقطاع برای سازه های جداسازی شده لرزه ای تحت زلزله های حوزه نزدیک

نویسندگان
1 عضو هیئت علمی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
2 کارشناسی ارشد عمران-سازه دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
چکیده
یکی از پدیده‌های همراه زلزله، ضربه ساختمان‌های مجاور به یکدیگر است. برای حذف یا کاهش خسارت و خرابی ناشی از ضربه ساختمان‌های مجاور به یکدیگر، باید ساختمان‌ها با پیش‌بینی درز انقطاع از یکدیگر جدا شده و یا با فاصله‌ای حداقل از مرز مشترک، ساخته شوند. در این میان رکوردهای حاصل از زلزله‌های حوزه نزدیک به جهت نزدیکی فاصله محل منبع انتشار موج دارای خواص ویژه‌ای می‌باشند که رفتار آنها را از سایر رکوردها متفاوت می‌سازد. آیین نامه زلزله 2800 ایران اشاره‌ای به زلزله‌های حوزه نزدیک نکرده است و طیف طرح 2800 بسیار نزدیک به طیف پاسخ زلزله‌های حوزه دور می‌باشد. از طرفی یکی از روش‌های نوین برای کاهش اثرات زلزله در سازه‌ها، استفاده از جداگرهای لرزه‌ای می‌باشد. در این پژوهش تأثیر وجود جداگر برای پیش‌بینی میزان درز انقطاع در رفتار سازه‌های بتنی قاب خمشی (متوسط) در نزدیک گسل مورد بررسی قرار گرفته است، به این منظور مدلهای دو بعدی با دهانه‌های یکسان و تعداد طبقات متفاوت (قابهای 2 ، 4 ، 6 ، 8 ، 10 ، 15 طبقه) که معرف سازه‌های کوتاه، متوسط و بلند مرتبه می‌باشد در نظر گرفته شده است. نتایج بیانگر آن است که میزان درز انقطاع لازم برای اینگونه سازه‌ها بیشتر از مقدار پیش‌بینی شده در آیین نامه 2800 است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Investigating the Amount of Structural Gap For Base-Isolated Structures, Subjected To Near-Fault Earthquake Records

نویسندگان English

Benyamin Mohebi 1
Mojtaba Jani 2
1 Imam Khomeini International University
2 Imam Khomeini International University
چکیده English

One of the important effects of earthquake is impact of adjacent buildings. To eliminate or reduce the damage and destruction caused by the impact of adjacent buildings to each other, they should be separated by a gap or should be constructed with a minimum distance from the border. In this issue, the properties of near field records of earthquakes, with close distance to the source of the wave propagation makes them different from other records. Seismic Code 2800 Iran has made no mention of near-field earthquake response spectrum and seismic design spectrum in 2800 code is for far field earthquakes. Furthermore, a new method to reduce the effects of earthquakes on structures is using base isolators. In this study, the effects of base isolators in prediction of the behavior of concrete moment frames (medium ductility) located near the source of earthquake have been investigated and two-dimensional frames with same bays and different number of floors (2 4, 6, 8, 10 and 15 story frames) which represent the short, medium and high rises buildings have been considered. Results indicate that the required gap for isolated buildings located near faults is more than the predicted amount in Iranian Seismic Code (2800 standard). All the models are intermediate reinforced concrete frames which are separated from regular structures. One of the modern techniques for designing seismic resisting structures is using base isolations. There are several types of isolators which can be used practically in the structures. The damping of the isolators depends on the type of them and there are wide ranges of damping amounts based on isolators’ types. The main idea in this regard is to reduce the strength demand in the structures and also reduce the nonstructural damages even during severe earthquakes. Also it is possible to reduce non-structural damages by using base isolators. Base isolators with high damping, absorb earthquake energy using displacement. Although it is very good idea to use base isolators in seismic areas, but the gap should be produced between adjacent buildings to prevent buildings contact. This is very dangerous especially when the story levels are not same in the two buildings. In this case a concentrated load will induce to middle of column of another building. In this research it is tried to find the suitable amount of gap for base isolated structures. Also for considering near-fault effects, some of records with near-fault behavior have been selected and used. The structures considered to be retrofitted by base isolators. For calculating displacement demand of the structures under earthquakes the nonlinear time history analyses have been used. All the analyses performed using opensees software and scaled records. The results shows that the amount of Gap in Iranian Seismic Code (2800 standard) is suitable for structures which are not in near-fault regions. Of course there are some differences between the code and the results achieved in this research. But for structures in near-fault regions the proposed amount in the code is less than required amount of gap from the results of this research.

کلیدواژه‌ها English

Structural Gap
Base-Isolated Structures
Near-Fault Earthquake
Isolator
  1. دستورالعمل طراحی ساختمان­های دارای جداساز لرزه­ای. زیر نظر کمیته تخصصی (ویرایش اول)، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن (1389).

  2. نعیم، ف. " طراحی سازه­های ضد زلزله"، ترجمه رسول میر­قادری، علی شریفی (1380).

  3. چراغی، ر. "اثر جداسازها در سازه­های بتنی" پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) (1389).

  4. F.Naeim and J.M.Kelly.”Design of Seismic Isolatated Structures:From Theory to Practice” Engineering Structures (1999) .

  5. اسکینر، آر، ورابینسون .اچ. " جداسازی لرزه­ای در مقابل زلزله" ، ترجمه محسن تهرانیزاده، فرزانه حامدی (1378).

  6. Heaton, T. H., Hall, J. F., Wald, D. J., and Halling, M. W. ‘‘Response of high-rise and base-isolated buildings in a hypothetical Mw 7.0 blind thrust earthquake’’ (1995).

  7. مقررات ملی ساختمان، مبحث ششم. " بارهای وارد بر ساختمان"، وزارت مسکن و شهرسازی، دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان (1385).

  8. OpenSees, “Open System for Earthquake Engineering Simulation, Pacific Earthquake Engineering” Research Center, University of California, Berkeley, Available at http://opensees.berkeley.edu/ (2007).

  9. مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن "آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله، استاندارد شماره 2800"، ویرایش سوم (1384).

  10. کماچی، ی. "مدل سازی کاربردی با استفاده از نرم افزار OpenSees"، انتشارات فدک ایساتیس (1391).

  11. تابش پور، م.ر. "مبانی مهندسی زلزله"، انتشارات فدک ایساتیس (1389).

  12. Adam, M. A. and Shaaban, I. G. “Seismic response of R.C. building frames subjected to combined horizontal and vertical excitation”, Civil Eng. Dept, Faculty of Eng. (Shoubra), Zagazig University publishing, Cairo, Egypt (2006).

  13. حسنی، الف. ، تهرانی­زاده، م. و محمدی تهرانی، ف.( 1375 )، "سیستم پی لغزشی برای محافظت از ساختمان های کوچک در برابر زلزله،" تهران، انتشارات مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن.

  14. Ghodrati Amiri, G., Naderpour, H., and Hoseini Vaez, S.R. “Numerical Evaluation of Base-Isolated Structures with Optimized Distribution of LRB and FPS Isolators”, (2010).

  15. Haselton, C.B., Mitrani-Reiser, J., Goulet, C., Deierlein, G.G., Beck, J., Porter, K.A., Stewart, J., and Taciroglu, E., “An Assessment to Benchmark the Seismic Performance of a Code-Conforming Reinforced-Concrete Moment-Frame Building”, (2008).

  16. H. Yoshioka; J. C. Ramallo; and B. F. Spencer Jr. “Base Isolation Strategies Employing Magnetorheological Dampers”  (2011).

  17. Eurocode 8.  “Design of structures for earthquake resistance” (2005) .

  18. FEMA, “Quantification of Building Seismic Performance Factors”. FEMA P695, prepared by the Applied Technology Council for the Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C. (2009).


برگی، خ. "اصول مهندسی زلزله" انتشارات دانشگاه تهران (1386).