دانلود ترجمه مقاله سنجش عملکرد لرزه ای ساختمان های نامتوازن بتن آرمه با قالب تونلی (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۱۷) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

سنجش عملکرد لرزه ای ساختمان های نامتوازن بتن آرمه با قالب تونلی

Seismic Performance Evaluation of Asymmetric Reinforced Concrete Tunnel Form Buildings

چکیده

۱- مقدمه

۲- مفروضات طراحی

۳- مدلسازی تحلیلی

۴- تایید مدلسازی

۵- اثربخشی اسپندرل ها در ظرفیت کلی

۶- سطوح عملکرد

۷- اثر درصد دیوار و خروج از مرکز

۸- تعریف چند سطحی ضریب اصلاح پاسخ (ضریب R)

۸-۱- ضریب R تقاضا

۸-۲- ضریب R عرضه

۹- نتیجه گیری ها

چکیده

به رغم خصوصیات مقاومت لرزه ای عالی ساختمان های بتن آرمه با قالب تونلی (RCTF)، حالات ارتعاشات غالب پیچشی به خصوص حالات ارتعاشی مربوط به ساختمان های نامتقارن RCTF، آن ها را در برابر تکان های زمین لرزه ای شدید آسیب پذیر می نماید. به همین دلیل، دستورالعمل های طراحی ساخت و ساز ساختمان های RCTF چند طبقه را با طرح های نامتقارن ممنوع کرده است. فقدان مقررات کدهای مربوطه نیز به نوبه خود مهندسان را به اِعمال روش های طراحی مربوط به ساختمان های بتن آرمه (RC) معمولی به رغم تفاوت های شناخته شده در عملکرد لرزه ای در مقایسه با ساختمان های RCTF وا می دارد. این مساله هنگامی چالش برانگیزتر می گردد که یک فرد به ساختمان های نامتقارن RCTF علاقمند می باشد در حالی که عملکرد لرزه ای گذشته آن به طور کلی ناشناخته است. پژوهش حاضر به بررسی عملکرد لرزه ای ساختمان های دو، پنج و پانزده طبقه RCTF نامتقارن با دو طرح مجزا می پردازد. برخی از پارامترها مانند: درصد دیوار در هر سطح طبقه و خروج از مرکز درون طرح، در ظرفیت های جانبی ساختمان های در معرض تکان های شدید زمین مورد تاکید قرار گرفته اند. اثر تیرهای همبند (اسپندرل) بر عملکرد ساختمان های RCTF نیز بررسی شده است. نتیجه گیری شده است که آن ها عموماً نقشی در استحکام و شکل پذیری ساختمان های کوتاه و بلندتر ندارند؛ با توجه به تحمیل تقاضاهای بیشتر، این اجزای شکست برشی استحکام پایین از ابتدا ناموفق هستند. با این حال، چنانچه این عناصر بر مبنای الزامات کد ساختمان طراحی شده و با آرماتور برشی کافی اجرا گردند، می توان آن ها را به عنوان فیوزهای سازه ای بابت اتلاف انرژی لرزه ای به کار برد. ضریب اصلاح پاسخ (ضریب R) مبتنی بر عملکرد چند سطحی به منظور دستیابی به عملکرد لرزه ای سازه های بتون آرمه با قالب تونلی (RCTF) در نظر گرفته می شود. ضریب R عرضه / تقاضا مربوطه در این مطالعه موردی خاص تعیین گردیدند که شامل تمام پارامترهای موثر همانند: شکل پذیری، استحکام مازاد، افزونگی ، سطح خطرات لرزه ای، و سطح عملکرد می گردد. به عنوان یک نتیجه گیری کلی، نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده عملکرد لرزه ای عالی این نوع از سازه ها به رغم بی نظمی های ذاتی آن ها می باشد. استحکام و سفتی جانبی بالای ساختمان بتون آرمه با قالب تونلی (RCTF)، سفتی پیچشی نسبتاً پایین آن را با توجه به سفتی جانبی جبران می نماید؛ در نتیجه این امر، ساختمان عملکرد لرزه ای برتری را در مناطق با خطرات لرزه ای بالا به نمایش می گذارد.

۹- نتیجه گیری ها

در چارچوب تحلیلی نتایج به دست آمده از این تحقیق نتیجه گیری های زیر استخارج می شوند: ۱٫ نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که برخلاف دغدغه های مربوطه به عملکرد ضعیف این سیستم سازه ای در برابر پاسخ پیچشی لرزه ای، استحکام و سفتی جانبی بالای آن سفتی پیچشی اولیه پایین آن را جبران می نماید. هم چنین الزامات طراحی لرزه ای به رغم بی نظمی براورده می شوند. ۲٫ از آنجا که عملاً پیاده سازی آرماتور مورب لازمه بابت استحکام برشی شدنی نیست، اسپندرل در ورود سیستم سازه ای به محدوده غیرخطی تغییر شکل شکست می خورد. در سازه کم ارتفاع (زیر ۵ طبقه)، به دلیل نبود اسپندرل در استحکام جانبی سازه، بکارگیری اسپندرل با استحکام برشی پایین آسیب زیادی ایجاد نمی کند. در سازه بلندتر با طویل شدن غشای اضافی مربوط به تقاضای اعوجاج برشی بزرگ تر، فروپاشی چنین اسپندرلی زودتر از دیوارهای برشی رخ می دهد. بنابراین، این عناصر اثر معنی داری بر استحکام شکست نهایی سازه ندارند اما به نوبه خود باعث افزایش کوچک و موقتی استحکام جانبی آن می شوند. بنابراین، در سازه بلند طراحی خاص اسپندرل به عنوان دستگاه اتلاف انرژی لرزه ای توصیه می شود.

Abstract

Despite the excellent seismic resistance characteristics of reinforced concrete tunnel form (RCTF) buildings, their predominant torsional vibration modes, especially those related to asymmetric RCTF constructions, make them vulnerable to strong seismic ground motions. For this reason, design guidelines prohibit the construction of multi-story RCTF buildings with asymmetric plans. This lack of relevant code provisions in turn, forces the engineer to apply design methods relevant to typical reinforced concrete (RC) buildings despite the well-known differences in the seismic performance when compared to RCTF buildings. This issue becomes more challenging when one is interested in asymmetric RCTF buildings whose past seismic performance is generally unknown. The present study investigates the seismic performance of two-, five-, and fifteen-story asymmetric RCTF buildings with two distinct plans. A number of parameters such as the percentage of walls at each story level and the in-plan eccentricity, on the lateral capacity of the building subjected to strong ground motions are highlighted. The effect of coupling beams (spandrels) on performance of RCTF constructions is also examined. It is concluded that they do not generally contribute in strength and ductility of low height constructions and in taller ones; due to inducing more demands, these low strength shear-failure-type members fail prematurely. However, if these elements are designed based on building code requirements and implemented with adequate shear reinforcements, they may be used as the structural fuses for dissipating seismic energy. The multilevel performance-based response modification factor (R-factor) is considered in order to capture the seismic performance of the RCTF structures. Relevant demand/supply R-factors are determined for this particular case study involving all the effective parameters such as ductility, over-strength, redundancy, seismic hazard level, and performance level. As a general conclusion, the results of the research show an excellent seismic performance of this type of structures in spite of their inherent irregularities. The high lateral stiffness and strength of the RCTF building compensates for the relatively low torsional stiffness with respect to lateral stiffness; as a result of which, the building exhibits superior seismic performance in high seismic hazard regions.

۹- Conclusions

In analytical framework for the results obtained by this study the following conclusions have been drawn. 1. The results of this study indicate that contrary to the concerns regarding the weak performance of this structural system against seismic torsional response, its high lateral stiffness and strength compensates its low initial torsional stiffness. It has also met the seismic design requirements in spite of the irregularity. 2. Since diagonal reinforcements required for shear strength are not practically possible to implement, the spandrels will fail at the onset of entering structural system into nonlinear range of deformations. For low-rise constructions (under 5 stories), due to lack of incorporating spandrels in lateral strength of construction, using these low shear strength spandrels cannot cause substantial damage. For taller ones with additional membrane elongation pertaining to larger shear distortion demand, such spandrels would be collapsed much sooner than shear walls. Therefore, these elements do not have significant effect on final failure strength of a construction, but in turn, cause a small and temporary increase of its lateral strength. Therefore, for high-rise construction the special design of spandrels as the seismic energy dissipating device is recommended.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سنجش عملکرد لرزه ای ساختمان های نا متوازن بتن آرمه با قالب تونلی

Seismic Performance Evaluation of Asymmetric Reinforced Concrete Tunnel Form Buildings