ارزيابي اثر مؤلفه افقي و قائم زلزله بر عملكرد لرزه اي قاب خمشي سوله هاي با دهانه عريض مستقر بر بسترصلب و انعطاف پذير بكمك تحليل IDA

Evaluating the Effect of Earthquake Vertical Component on Large Bay Steel Gabled Frame Located on Flexible Substrate using IDA

به علت اين كه سوله ها اساسا داراي وزن سبكي هستند، در بيشتر موارد علاوه بر مؤلفه افقي زلزله از مؤلفه قائم آن ها نيز صرف نظر مي شود. اين در حالي است كه با افزايش دهانه قاب خمشي سوله ها، جرم سازه بطور قابل ملاحظه اي افزايش يافته و در نتيجه حركت قائم زمين مي تواند باعث بوجود آمدن نيرو هاي اينرسي قابل توجهي در اعضاي سازه شوند. نتايج تحقيقات، اثرات مخرب اين مؤلفه را در سازه هاي بتني و فولادي تأييد مي كند ولي علي رغم مطالعات متعدد، تاكنون اثر مؤلفه قائم زلزله در سوله ها مورد بررسي قرار نگرفته است كه اين مطالعه مي تواند پنجره جديدي از مطالعات را بر روي اين نوع از سازه ها گشايد. به علاوه بررسي رفتار اين نوع از سازه ها با در نظر گرفتن اثرات اندركنش خاك-سازه مي تواند به درك صحيح و دقيق تر از رفتار سازه كمك كند. براي اين منظور در اين پژوهش بر روي چهار عدد قاب خمشي سوله با دهانه 20 و 60 متر و ارتفاع 6 و 12 متر، تحليل ديناميكي افزاينده (IDA) با و بدون لحاظ نمودن اثرات مؤلفه قائم زلزله و همچنين اندركنش خاك-سازه انجام گرديد. سپس نتايج در قالب منحني هاي شكست در سه سطح عملكرد مختلف ارائه شدند. نتايج حاكي از آن است كه مؤلفه قائم زلزله، نقش بسيار مهم و تعيين كننده اي در بررسي دقيق تر رفتار سوله ها داشته و باعث زودتر رسيدن سازه به ناحيه غير خطي، كاهش ظرفيت، افزايش احتمال وقوع شكست و سرعت بخشيدن خرابي در اين نوع سازه ها مي شود، اما در نظر گرفتن اندركنش خاك-سازه اثر چنداني بر رفتار لرزه اي سازه هاي مذكور ندارد.

Because Steel Gabled Frame, SGF, is essentially a lightweight, in most cases, in addition to the horizontal earthquake component, their vertical component is also ignored. That's while with an increase of SGF bay, structural mass increases significantly and as a Result, vertical motion can produce large inertial forces in the structural members. Previous research shows destructive effects of this component in both concrete and steel structure systems, but so far the effect of earthquake vertical component on SGF has not been Studied before. Therefore this paper could open a new window of study on this type of Structure against both horizontal and vertical motions. Moreover, reviewing the behavior of SGF under the effect of Soil-Structure Interaction (SSI) can help to achieve the better understanding of the SGF Structural Behavior. For this purpose, in this research 4 types of SGF with 20 and 60 m span, and 6 and 12 m height has been considered. Incremental Dynamic Analysis (IDA) with and without regard to the effects of the vertical component as well as SSI was conducted. Then, results were presented in the form of fragility curves at three different performance levels. Results Indicate that vertical component of an earthquake has an important and decisive role in the behavior of SGFs. For example, with considering both vertical and horizontal motion effects, the SGFs enters nonlinear region immediately in comparison with considering horizontal component only. Moreover, reducing the capacity and increasing the probability of fragility and collapse are the most important effects of vertical and horizontal motion simultaneously. But, Consider Soil-Structural Interaction has a less impact on the seismic behavior of SGFs.