ارزيابي منحني شكنندگي سازه‌هاي نامنظم بتن آرمه در زلزله‌هاي نزديك گسل تحت پيچش با در نظر گرفتن اندركنش خاك – سازه

Evaluation of Fragility Curves of Asymmetric-Plan Reinforced Concrete Structures in the Near-Fault Earthquakes under the Effect of Torsion Considering Soil-Structure Interaction

در سازه‌هاي واقعي علاوه بر پيچش در پلان، پديده اندركنش خاك و سازه نيز رخ مي‌دهد كه اين دو پديده در تحليل‌ها به ندرت به صورت همزمان در نظر گرفته شده‌اند. در تحقيق حاضر، با استفاده از منحني‌هاي شكنندگي، احتمال از بين رفتن قابليت خدمت‌رساني بي‌وقفه و ايمني جاني در سازه نامتقارن در پلان با در نظر گرفتن اندركنش خاك و سازه، تحت تحريك‌هاي نزديك به گسل (داراي پالس) مورد ارزيابي قرار گرفته است. سازه مورد بررسي يك سازه هشت طبقه بتني با سيستم باربر دوگانه قاب خمشي و ديوار برشي است. يكي از نوآوري‌هاي اين تحقيق، استفاده از شاخص كرنش فولاد و بتن (به جاي استفاده از شاخص‌هاي رايج ماكرو، نظير دريفت طبقات) براي تعيين حالت‌هاي حدي است كه از دقت بيشتري برخوردار است. براي در نظر گرفتن اثرات پديده اندركنش، از روش زير سازه استفاده شده است كه مقادير سختي و ميرايي (توابع امپدانس) با استفاده از روش نيمه تحليلي Novak (نرم‌افزار DYNA5) محاسبه شده است. مدل‌‌سازي غيرخطي سازه براي دست‌يابي به حل تاريخچه زماني غيرخطي، با استفاده از نرم‌افزار Canny انجام شده است. براي استخراج منحني‌هاي شكنندگي، از تحليل‌هاي ديناميكي افزاينده استفاده شده است. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه صرف‌نظر از پديده اندركنش خاك و سازه، در سطوح عملكرد خدمت‌رساني بي‌وقفه و ايمني جاني، در جهت اطمينان نيست. همچنين با افزايش خروج از مركزيت، تأثيرات شرايط تكيه­گاهي كاهش مي‌يابد و از سوي ديگر با كاهش سرعت موج برشي خاك، تأثيرات خروج از مركزيت كاهش مي‌يابد و پاسخ سازه نامتقارن و متقارن به يكديگر نزديك مي‌شود.

In this study, the life safety and immediate occupancy of asymmetric-plan reinforced concrete dual structures under the simultaneous effect of torsion and soil-structure interaction in the near-fault pulse-like earthquakes were evaluated using a probabilistic framework. An 8-story R/C dual lateral load resistant building consisting of shear walls and moment-resisting frames was used. The sub-structure method was used to simulate the SSI effect. The impedance functions were calculated with the Novak semi-analytical method (DYNA5 software). The structure was modeled in the CANNY software considering the nonlinear behavior to perform the nonlinear time history analysis. All of the ground motion records were selected from the near-fault pulse-like records. Incremental dynamic analysis was employed to extract and fragility curves. To determine the life safety and immediate occupancy limit states, the strain of steel and concrete (as a micro index) were used rather than the usual macro indexes such as story drifts that lead to increase the accuracy of results. One of the most important of the conclusion is that neglecting the SSI effect in the life safety and immediate occupancy limit states for the plan-asymmetric structure is not in the safe side and lead to overestimation in the structural capacity. Also, an increase in the mass eccentricity leads to a decrease in the base conditions' importance and SSI effect. Another considerable observation is that an increase in the shear wave velocity of soil can lead to a decrease in the torsional response and the seismic response of asymmetric structure approaches to the symmetric one.