طراحي لرزه‌يي بهينه‌ي قاب‌هاي خمشي بتن مسلح با رويكرد طراحي براساس عملكرد به‌كمك روش انرژي

ENERGY APPROACH IN PERFORMANCE-BASED OPTIMUM DESIGN OF REINFORCED CONCRETE MOMENT FRAMES

با توجه به رفتار غيرخطي سازه هاي متعارف در زلزله هاي شديد، استفاده از نيروهاي لرزه‌يي به‌صورت يك نيروي ايستاي معادل در محدوده‌ي عملكرد خطي سازه به استفاده‌ي بهينه از ظرفيت مصالح منتهي نخواهد شد. در اين پژوهش با استفاده از روش انرژي به طراحي بهينه‌ي قاب‌هاي خمشي بتني با رويكرد طراحي براساس عملكرد در چهار سطح خدمات رساني بي وقفه، قابليت استفاده‌ي بي وقفه، ايمني جاني و آستانه‌ي فروريزش پرداخته‌ايم. سه تابع هدف در فرايند بهينه‌سازي مورد استفاده قرار گرفته كه شامل تابع وزن سازه‌يي كمينه، شكل پذيري و انرژي يكنواخت در تمام طبقات است. براي شرح بيشتر روش فوق از مدل قاب سه‌طبقه استفاده شده و در نهايت نتايج حاصله با رفتار پوياي غيرخطي سازه ‌ي مورد بررسي مقايسه ‌شده است.

Considering the nonlinear behavior of conventional structures under strong ground motion, application of earthquake forces as an equivalent static force in the elastic region will not lead to an optimum application of materials in the structure. Using an energy approach, the performance-based optimum design of concrete moment resisting frames is evaluated for so-called; operational, immediate occupancy, life safety and collapse prevention performance levels. Three objective criteria are identified for the performance-based seismic design, which include least structural weight, uniform ductility demand and, also, uniform earthquake energy, in all stories of the structure. To show the capability of the proposed analysis procedure, a three story concrete moment frame is utilized as an illustrative example and, also, the obtained results have been compared with the building nonlinear dynamic behavior.