ارزيابي رفتار لرزه‌اي قاب‌ بتن مسلح پيش‌ساخته آسيب ديده در زلزله بجنورد با لحاظ اندركنش خاك-سازه

Seismic Behavior Assessment of RC Precast Frame Damaged in Bojnord Earthquake 2017 Considering Soil-Structure Interaction Effects

رخ‌دادهاي لرزه‌اي اخير نشان‌دهنده تأثير قابل ملاحظه اندركنش-خاك سازه و همچنين رفتار اتصالات تير به ستون بر پاسخ لرزه‌اي ساختمان‌هاي بتن مسلح پيش‌ساخته است. از اين رو در اين پژوهش، تأثير اندركنش خاك-سازه و مدل‌سازي اتصالات تير به ستون بر آسيب‌پذيري ساختمان پنج طبقه بتن مسلح پيش‌ساخته اجرا شده در شهر بجنورد و واقع بر خاك نوع II ارزيابي شده است. مدل‌هاي عددي با لحاظ اثر اندركنش خاك-سازه و رفتار غيرخطي اتصالات تير به ستون، توسط نرم‌افزار Opensees ساخته شده‌اند. براي لحاظ اثر اندركنش غيرخطي خاك-سازه از مدل تير واقع بر بستر غيرخطي وينكلر (BNWF) استفاده شده است. در مدل بستر غيرخطي وينكلر از فنرهاي قائم q-z براي بيان مقاومت قائم و دوراني شالوده سطحي استفاده شده است و مقاومت اصطكاكي خاك نيز در اين مدل در نظر گرفته شده است. از روش تحليل استاتيكي غيرخطي، تحليل تاريخچه زماني غير خطي و همچنين تحليل ديناميكي افزايشي جهت ارزيابي عملكرد و آسيب‌پذيري لرزه‌اي ساختمان‌هاي پيش‌ساخته استفاده گرديده است. همچنين مدل‌سازي رفتار اتصال تير-ستون نيز با استفاده از يك مدل غيرخطي پيشنهادي انجام شده است. نتايج بدست آمده حاكي از آن است كه لحاظ اثرات اندركنش خاك-سازه و رفتار غيرخطي اتصالات تير به ستون در ساختمان پيش‌ساخته مورد بررسي در اين تحقيق، منجر به افزايش دوره تناوب و كاهش برش پايه نسبت به مدل بدون لحاظ اين اثرات مي‌گردد. با اين وجود نتايج تحليل حاكي از آن است كه مدل‌سازي رفتار اتصالات تير به ستون پيش‌ساخته منجر به كاهش سطح عملكرد و افزايش احتمال فروريزش ساختمان‌هاي پيش‌ساخته مي‌شود.

Experiences of previous earthquakes show the effects of soil-structure interaction and behavior of beam-column connections on the seismic behavior of the building structures. In this research, seismic vulnerability assessment of RC precast Frames is investigated by consideration of the effect of soil-structure interaction and nonlinear behavior of beam-column connections. The RC precast building represented in this study, damaged in the Bojnord earthquake 2017 and located on the soil type II of Iranian seismic design code. The soil-structure interaction is modeled using the Beam-on-Nonlinear-Winkler foundation. In this procedure, an array of vertical q–z springs are used to capture vertical and rotational resistance of the foundation, while two springs, namely p–x and t–x, are placed horizontally to capture the passive and sliding resistance of the foundation, respectively. The seismic vulnerability and performance of RC precast frames are evaluated using nonlinear static pushover, nonlinear dynamic time-history analyses, and incremental dynamic analyses (IDA). The numerical models are developed using OpenSees software by consideration of the nonlinear behavior of the beam-column joints. The numerical results showed the significant role of soil-structure interaction and beam-column connections on the seismic vulnerability and performance of RC precast buildings. In fact, seismic vulnerability of RC precast buildings was increased by considering soil-structure interaction and beam-column connections effects.