بررسي رفتار ساختمانهاي فولادي داراي قاب خمشي با نامنظمي جرم و سختي در ارتفاع تحت اثر زلزله هاي حوزه نزديك

A Study on the Steel Buildings with Moment Frames Having Stiffness and Mass Irregularities in Height Subjected to Near-Fault Earthquakes

امروزه ساختمانهايي با نامنظمي جرم و سختي در ارتفاع به دليل كاربريهاي مختلف طبقات، به طور چشمگيري در حال ازدياد است. استانداردهاي طراحي لرزه‌اي، از جمله استاندارد 2800 ايران، نامنظمي در جرم و سختي را تا حدودي اجازه مي‌دهند، اما از آنجا كه مبناي استاندارد 2800 زلزله‌هاي حوزه دور مي‌باشد، لازم است ميزان مجاز نامنظمي‌ها براي زلزله‌هاي حوزه نزديك نيز مورد بررسي قرار گيرد. به اين منظور در تحقيق فوق سه سازه فولادي ده طبقه با سيستم قاب خمشي كه هر كدام در طبقه ششم به شكلي متفاوت داراي نامنظمي جرم و سختي در مرز توصيه شده توسط استاندارد 2800 است، در نظـر گـرفته شـده و پـس از طـراحـي اوليه تحت تحليل‌هاي استاتيكي و ديناميكي غيرخطي با هفت زلزله سه مولفه‌اي، كه يكي از شتابنگاشتهاي افقي كه هر كدام داراي شتاب اوج زمين g35/0 است، قـرار گـرفته‌اند. سپس طبـق استـاندارد 2800 از پاسخهاي بيشينه هفت زلزله، متوسط‌گيري شده و به عنوان نتيجه نهايي مورد بررسي قرار گرفته ‌است. نتايج نشان مي‌دهد در ساختمانهاي نامنظم مطالعه ‌شده، علي‌رغم اينكه مرز نامنظمي جرم و سختي طبق استاندارد 2800 رعايت شده، بر اساس تحليل ديناميكي غيرخطي مفصلهاي پلاستيك در طبقه ششم از محدوده ايمني جاني تا آستانه فروريزش تجاوز كرده‌اند، در حاليكه تحليل استاتيكي غيرخطي نشان داد مفصلها از محدوده مزبور تجاوز نكرده‌اند. اين نكته نشان مي‌دهد در مورد اين نوع ساختمانها نتايج تحليل‌هاي استاتيكي و ديناميكي غيرخطي الزاماً هم‌سو نيستند. كليد واژه ها: تحليل هاي استاتيكي و ديناميكي غير خطي، اثر همزمان مولفه ها، ساختمانهاي فولادي، قاب خمشي

Nowadays the number of buildings with mass and/or stiffness irregularities is growing, mainly due to the various functions of stories. Seismic design standards, including the Iranian Standard No. 2800, allow these irregularities to some limits, however, since the provisions of this code is based on the far-fault earthquakes, it is necessary to find out the allowable limits of irregularities for near- fault earthquakes as well. For this purpose in this research, three 10-story steel buildings with moment frames, each of which having some kind of irregularity within the limits allowed by the Iranian Standard No. 2800, in its 6th story, have been considered. After initial design, they have been analyzed by push-over analysis (POA) and also nonlinear time history analyses (NLTHA)using 3-componenet accelerograms of seven earthquakes with peak ground acceleration of 0.35g. Based on the Standard No. 2800, the average of maximum response values have been obtained in each case for comparison. Results show that although the irregularities have been in the allowable limits of the Standard No. 2800 in the 6th story, the plastic hinges have exceeded the Life Safety and even Collapse Prevention performance limit, while based on the POA they do not exceed those performance levels. This shows that the results of POA and NLTHA are not concurrent, and some better POA manner and criterion should be employed.