اثر انتخاب نگاشت زلزله بر انرژي هيسترزيس و شاخص خرابي پارك-انگ در قاب-هاي خمشي بتن مسلح

The Effect of Record Selection Technique on Dissipated Hysteresis Energy and Park Ang Damage Index in Moment Resisting RC Frames

يكي از منابع اصلي عدم قطعيت در تعيين پاسخ‌هاي لرزه‌اي سازه‌ها، عدم قطعيت در تحريك وارد بر سازه ناشي از زلزله است. در سال‌هاي اخير با رواج روش طراحي لرزه‌اي سازه‌ها بر اساس عملكرد اهميت مسئله انتخاب نگاشت‌هاي زلزله به عنوان تحريك ورودي بيشتر نمايان شده و توجه محققين بسياري را جلب نموده است. روش متداول در انتخاب نگاشت‌هاي زلزله در اين روش، انتخاب براساس معيار شدت است. شكل طيف پاسخ يك معيار شدت نسبتا موفق در برآورد برخي از پاسخ‌هاي لرزه‌اي مانند حداكثر گريز نسبي طبقات مي‌باشد. در اين مطالعه كفايت اين معيار شدت در تعيين انرژي هيسترزيس تلف شده و براي اولين بار در تعيين حداكثر شاخص خرابي پارك انگ در مفاصل پلاستيك سازه در قاب‌هاي خمشي بتن مسلح بررسي شد. به اين منظور چهار قاب خمشي ويژه بتن مسلح با رفتار غيرخطي مدل‌سازي شده و هر يك تحت اثر يك دسته از نگاشت‌هاي زلزله كه براساس معيار شدت شكل طيف پاسخ با استفاده از روش طيف شرطي انتخاب شده بودند، مورد تحليل قرار گرفت. سپس دو پاسخ انرژي هيسترزيس سازه و شاخص خرابي پارك انگ از نتايج تحليل اقتباس شده و همبستگي آن‌ها با چند معيار شدت ثانويه به صورت كمّي بررسي شد. انتخاب معيارهاي شدت ثانويه به نحوي انجام شد كه نشان دهنده ويژگي‌هاي متفاوتي از قبيل محتواي فركانسي و مدت زمان حركات قوي در نگاشت‌هاي زلزله باشند. نتايج نشان داد كه معيار شدت شكل طيف پاسخ در انتخاب نگاشت‌هاي زلزله براي برآورد پاسخ انرژي هيسترزيس و شاخص خرابي پارك انگ داراي كفايت لازم نبوده و پيش‌بيني دقيق‌تر اين پاسخ‌ها نيازمند ارائه معيار‌هاي شدت جديد و مطالعه بيشتر در زمينه انتخاب نگاشت مي‌باشد. از معيارهاي شدت ثانويه نيز معيارهاي مرتبط با انرژي و مدت زمان حركات قوي بيشترين همبستگي را با دو پاسخ انرژي هيسترزيس و شاخص خرابي پارك انگ داشتند.

The main sources of the uncertainty in estimation of structural seismic responses is the uncertainty of the earthquake records as the input excitations. In recent years, along with the development of performance-based seismic design approaches, importance of the record selection strategies in nonlinear response history analysis of structures has been highlighted and has attracted the attention of many researchers. Record selection in performance-based seismic design approaches is often done based on the intensity measure of the records. The spectral shape has been introduced as a powerful intensity measure in record selection techniques for estimation of some structural responses such as the maximum inter-story drift ratio. In the present study, the sufficiency of the spectral shape in assessment of hysteresis energy of the structure and the maximum Park Ang damage index in plastic hinges has been investigated in special moment-resisting RC frames. In this way, four 2D structural models of special moment-resisting RC frames with inelastic characteristics have been analyzed under a set of strong ground motion records selected based on the spectral shape by the conditional spectrum method. After determination of numerical values of hysteresis energy of the structure and maximum Park-Ang damage index in the plastic hinges, the correlation of such responses have been investigated with the various secondary intensity measure. These intensity measures are selected such that they cover various properties of strong ground motion records such as frequency content and duration. The results indicate that spectral shape is not sufficient for prediction of hysteresis energy and Park-Ang damage index of special moment-resisting RC frames. To obtain an unbiased and reliable estimate of such responses, more studies on record selection strategies is needed. Among the secondary intensity measure, those associated with the energy content and duration of the records are more correlated with the aforementioned structural responses.