تأثير عدم قطعيت ظرفيت بر تخمين منحني خطر تقاضاي لرزه‌اي قاب‌‌هاي خمشي فولادي

The Effect of Capacity Uncertainty on the Seismic Hazard Demand Curve Estimation of Steel-Moment Resisting Frames

برآورد احتمالاتي تقاضاي لرزه­اي قاب­ هاي خمشي فولادي با عدم قطعيت همراه مي‌­باشد. مهم‌ترين عوامل عدم قطعيت شامل عدم قطعيت ذاتي ناشي از به­ كار­گيري ركوردهاي گوناگون زلزله و همچنين عدم قطعيت سيستمي ظرفيت ناشي از پارامترهاي مدل رفتاري است. عدم قطعيت اول در قالب استفاده از تعداد قابل قبولي از ركوردهاي مختلف زلزله قابل ‌اعمال مي­‌باشد. عدم قطعيت ظرفيت به دليل ماهيت تقريبي پارامترهاي استفاده شده جهت تعريف مدل رفتاري كه بر مبناي ارائه روابط تجربي و نتايج آزمايشگاهي به دست آمده است، به وجود مي­‌آيد. در مطالعه حاضر يك قاب خمشي فولادي 20 طبقه در دو حالت مدل غيرقطعي و پايه به ترتيب با و بدون در نظر گرفتن عدم قطعيت ظرفيت مورد بررسي قرار گرفته است. روش اعمال عدم قطعيت پارامترهاي مدل رفتاري از طريق ايجاد متغيرهاي تصادفي در بازه تعريف شده به روش مونت كارلو صورت گرفته است. بر مبناي نتايج تحليل ديناميكي فزاينده صورت گرفته براي هر دو مدل پايه و غيرقطعي، منحني خطر تقاضاي لرزه براي كل محدوده شاخص تقاضا شامل حالات حدي قابليت استفاده بي‌وقفه و آستانه فروريزش استخراج و مورد مقايسه قرار گرفته است. همچنين به منظور ارزيابي ميزان تأثيرپذيري بسامد سالانه حدي مدل داراي عدم قطعيت ظرفيت ناشي از تغييرات پارامترهاي منحني­‌هاي شكنندگي و خطر لرزه تحليل حساسيت بر مبناي كميت­‌هاي فوق صورت گرفته است. نتايج حاصله دلالت بر تأثير معني‌دار و غير قابل ‌چشم‌پوشي عدم قطعيت ظرفيت بر بسامد سالانه حالت حدي آستانه فروريزش دارد.

Probabilistic seismic demand assessment of steel moment-resisting frames is associated with uncertainty. The most important factors of uncertainty include the inherent uncertainty caused by the record-to-record variability, as well as the epistemic capacity uncertainty due to the model parameters. The first uncertainty can be applied in the form of using an acceptable number of different ground motion records. Capacity uncertainty arises due to the approximate nature of the parameters used to define the structural model behavior which is based on the experimental relationships derived from laboratory results. In the present study, a 20-story steel moment-resisting frame in two cases of uncertain and base model has been investigated with and without considering the capacity uncertainty, respectively. The method of applying such uncertainty has been done by generating random variables in the defined range by Monte Carlo simulation. Based on the results of the incremental dynamic analysis performed for both base and uncertain models, the seismic hazard demand curves for the entire range of demand parameters including limit states of immediate occupancy and collapse prevention has been extracted and compared. Also, in order to evaluate the influence of the fragility and seismic hazard curves parameters on the variation of the mean annual frequency of limit state of the uncertain model, sensitivity analysis based on the above-mentioned quantities has been done. The results indicate the significant effect of capacity uncertainty on increasing the mean annual frequency at the collapse prevention limit state.