ارزيابي دقت تحليل استاتيكي غيرخطي بهنگام شونده براساس جابجايي در مقايسه با روش Fema356 در برآورد تقاضاهاي لرزه‌اي قاب‌هاي خمشي فولادي با نامنظمي هندسي در ارتفاع

Accuracy Investigation of CSM-DAP Method in Comparison with FEMA356 Method for Estimating Seismic Demands of Steel Moment Resisting Frames with Geometric Irregularity in Elevation

در نتيجه تمايل حرفه مهندسي سازه براي حركت به سمت طراحي بر اساس عملكرد، برآورد تقاضاهاي لرز هايِ سازه، اهميت تازه اي بدست آورده است. از اين رو در سال هاي اخير، روش‌هاي تحليل استاتيكي غيرخطيِ معادلِ متعددي براي تخمين نيازهاي لرزه اي سازه ها ارائه شده است؛ اما تعدادِ پژوهش‌هايي كه توسط پژوهشگران مستقل براي بررسي دقت و كفايت اين روش ها رهبري شده، بسيار اندك است. بنابراين هدايت پژوهش‌هايي جامع براي شناسايي محدوديت‌ها و كاستي هاي احتمالي اين روش‌ها و مقايسه كارآيي آن ها نسبت به يكديگر، ضروري است. در اين مقاله، دقت يك روش پيشرفته تحليل استاتيكي غيرخطي معادل در مقايسه با روش شناخته شده fema356 در برآورد تقاضاهاي لرزه‌اي قاب‌هاي خمشي فولادي كوتاه مرتبه با نامنظمي هندسي در ارتفاع، مورد ارزيابي قرار گرفته است. روش مذكور، تحليل استاتيكي غيرخطي بهنگام شونده براساس جابه جايي تركيب شده با روش طيف ظرفيت fema440 است؛ كه به اختصار روش csm-dap ناميده مي‌شود. روش هاي csm-dap و fema356 بر روي يك نمونه آماري متشكل از 44 قاب خمشي 5 طبقه كه تحت اثر 14 شتابنگاشت زلزله دور از گسل قرار گرفته‌اند، اعمال شده و نتايج حاصل از آن ها با نتايج حاصل از تحليل ديناميكي غيرخطي به عنوان جواب صحيح، مقايسه گرديده است. اين نمونه آماري، دامنه گسترده اي از نامنظمي هندسي در ارتفاع را براي سازه هاي كوتاه مرتبه پوشش مي‌د‌هد. پاسخ‌هاي لرزه‌ايِ مورد بررسي در اين پژوهش، جابه جايي بام، دريفت نسبي طبقه و برش پايه مي‌باشند. نظر به حجم محاسبات روش csm-dap و نتايج اين پژوهش مشاهده شد كه براي قاب‌هاي كوتاه مرتبه، اين روش مزيت چنداني نسبت به روش fema356 براي برآورد تقاضاهاي لرزه‌اي ندارد .

Estimating seismic demands of structures has acquired renewed importance as a result of recent interests in performance-based seismic design. Consequently, in recent years, different equivalent nonlinear static analysis procedures have been developed to estimate structural seismic demands. However, just a few studies have been conducted to examine the accuracy and adequacy of these developed methods. Thus, it is necessary to conduct thorough investigations of these methods’ limitations, possible shortcomings, and their performance. In this paper, the accuracy of CSM-DAP method in comparison with FEMA356 method has been evaluated for estimating seismic demands of low-rise steel moment resisting frames with geometric irregularity in elevation. The CSM-DAP method is an equivalent displacement-based adaptive nonlinear static analysis method combined with the FEMA440 capacity spectrum method. The CSM-DAP and FEMA356 methods are used to analyze 44 five-story moment resisting frames subjected to 14 far-field earthquake ground motions and their results are compared with the results of nonlinear dynamic analyses. The selected sample includes wide range of geometric irregularities in elevation for low-rise structures. The estimated demand responses are namely roof displacement, inter-story drift ratio, and base shear. This study shows that considering the CSM-DAP computational effort, this method does not present significant advantages with respect to FEMA356 method at least for low-rise structures with geometric irregularity in elevation.