ارزيابي لرزه اي قاب هاي خمشي بتن آرمه تقويت شده با مهاربندهاي فولادي همگرا و واگرا به كمك تحليل ديناميكي فزاينده و پوش اور در حوزه نزديك گسل

Seismic evaluation of reinforced concrete moment frames retrofitted with steel braces using IDA and Pushover methods in the near-fault field

بررسي تاريخچه زلزله هاي اخير كشور نشان مي دهد كه تقريبا هر 10 سال يك زلزله مخرب باعث تخريب ساختمان ها و خسارت هاي جاني و مالي گسترده اي شده است. مقاوم سازي لرزه اي، افزودن اعضاي جديد به سازه هاي موجود در نواحي لرزه خيز مي باشد كه به موجب آن، مقاومت سازه در برابر زمين لرزه، افزايش خواهد يافت. يكي از روش هاي مقاوم سازي قاب هاي خمشي بتن آرمه، استفاده از مهاربندهاي فولادي است. در اين تحقيق عملكرد لرزه اي سيستم دوگانه قاب خمشي بتني كه به كمك دو نوع مهاربند فولادي همگرا (CBF) و واگرا (EBF) تقويت شدند، تحت هفت ركورد زلزله نزديك گسل با شدت هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفت. به اين منظور دو قاب ده طبقه بتني با پنج دهانه بر اساس روش آيين نامه اي طراحي شده و تحت تحليل ديناميكي فزاينده قرار گرفتند. جانمايي مهاربندها در دهانه هاي اول و پنجم مي باشد. نتايج حاكي از آن است كه تقويت قاب بتني با استفاده از مهاربند CBF و EBF، ظرفيت تسليم قاب را به ترتيب2/3 و 2 برابر افزايش مي دهد. استفاده از مهاربند EBF در قاب بتني تا 7 برابر از ميزان برش پايه وارد بر ساختمان نسبت به قاب CBF مي كاهد. با تقريب مناسبي، تغييرمكان بام در قاب EBF در حوزه نزديك گسل، كمتر از قاب CBF مي باشد. همچنين رفتار نرم تر قاب EBF در برابر ركوردهاي زلزله، باعث بالا رفتن ايمني و سطح عملكرد قاب خمشي بتني در سطح ايمني جاني مي شود.

History of the earthquakes occurred in Iran indicates that almost every 10 years, a destructive earthquake inflicts damages to the buildings leading to broad life and financial losses. Indeed, seismic retrofit is the process of retrospectively adding elements into the existing buildings in seismically active areas in order to enhance their resistance to the shakings during earthquake events. In doing so, one of the efficient methods is to utilize steel bracing system. To better understand the seismic performance of such systems, in this paper, RC frames retrofitted by CBF and EBF systems were subjected to 7 near-field earthquakes with varying intensities. To this end, two 10-story frames were first designed in compliance with code-based provisions and then, an IDA was conducted on them. The braces are placed in the first and fifth bays of the frame. Based on the results, retrofit of the RC frames by means of concentric and eccentric braces manages to enhance the yield capacity of the frame by 2.3 and 2times, respectively. Moreover, it was found that application of eccentric braces in RC frames, is capable of reducing the base shear by 7times, compared to the frame benefitting from concentric braces. Concerning the impact of this retrofit system on displacement demands, it was observed that when eccentric braces are employed, the roof drifts are less than those of the CBF. Lastly, it was concluded that more flexible behavior of EBF against earthquake records, increases safety and performance level of the structure in Life Safety performance level.