ارائه روشی جهت محاسبه تاب‌آوری لرزه‌ای و منحنی هزینه-زمان بازسازی مورد‌انتظار در ساختمان ها

تاب‌آوری لرزه‌ای یک سازه به‌صورت توانایی سیستم در حفظ عملکرد و قابلیت بازگشت سریع سیستم آسیب‌دیده به عملکرد مورد‌انتظار تعریف می‌شود. در این نگرش عملکرد سیستم از طریق یک متغیر تصمیم‌گیری منحصر‌به‌فرد تحت عنوان تاب‌آوری که شامل ترکیبی از چندین متغیر (خسارت‌های اقتصادی، تلفات‌جانی، زمان بازسازی و ...) می‌باشد ارزیابی می‌شود. در مطالعه حاضر، روشی جهت محاسبه منحنی هزینه-زمان بازسازی پس از وقوع آسیب و تاب‌آوری لرزه‌ای مورد‌انتظار سازه‌های ساختمانی ارائه شده است. در روش پیشنهادی میزان کاهش در عملکرد سازه متناسب با خسارت‌های اقتصادی مستقیم وارد به سازه و اجزای غیرسازه‌ای درنظر گرفته می‌شود. هزینه و زمان بازسازی المان‌های سازه‌ای و غیر‌سازه‌ای با استفاده از داده‌های کتابخانه‌ای fema-p58 استخراج شده و زمان بازسازی کل سازه براساس ترتیب انجام عملیات بازسازی پیشنهادی در دستورالعمل redi محاسبه می‌شود. در این روش منحنی هزینه-زمان برای بازسازی المان‌های مختلف آسیب‌دیده و همچنین میزان پیشرفت بازسازی سیستم در بازه‌های زمانی مختلف (مسیر بازسازی) قابل محاسبه می‌باشد. شیوه پیشنهادی در نرم‌افزار متلب برنامه‌نویسی شده و بر روی یک ساختمان 9 طبقه با سیستم قاب خمشی فولادی در دو حالت با اتصالات post-northridge و per-northridge اعمال‌شده و هزینه بازسازی ، زمان بازسازی و تاب‌آوری لرزه‌ای موردانتظار در دو حالت باهم مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی قابلیت محاسبه کمی‌ و مقایسه تاب‌آوری لرزه‌ای ساختمان‌ها با سیستم‌های سازه‌ای مختلف را به‌طور موثری فراهم می‌سازد. زمان بازسازی کل محاسبه شده مطابق شیوه redi، اختلافی در حدود 50 الی 80 درصد با زمان بازسازی کل ارائه‌ شده توسط fema-p58 دارد و می‌بایست در محاسبه منحنی هزینه-زمان و تاب‌آوری سیستم‌های مختلف مورد‌توجه جدی قرار‌گیرد. همچنین مشاهده می‌شود استفاده از اتصالات post-northridge در مقایسه با اتصالات pre-northridge موجب کاهش 37% در هزینه‌های بازسازی و 22% در مدت‌زمان بازسازی شده و در نتیجه باعث افزایش تاب‌آوری لرزه‌ای سازه می‌شود.

a method for calculating the expected seismic resilience and cost-time recovery curve of buildings

seismic resilience of a structure is defined as the ability of the system to maintain its functionality and to quickly return the damaged system to the required functionality. in this approach, system performance is evaluated through a unique decision variable called resilience which includes a combination of several variables (economic losses, casualties, reconstruction time, etc.). in the present study, a method for calculating the expected seismic resistance of buildings is presented. in the proposed method, it is assumed that the amount of reduction in the performance of the system is proportional to the direct economic damage to the structural and non-structural elements. the recovery cost and time of the structural and non-structural elements are calculated using fema-p58 library data and the reconstruction time of the whole building is calculated based on the order of the proposed reconstruction operations in the redi instruction. the proposed method is applied to 9-storey buildings with per-northridge and post-northridge steel moment frames and expected recovery cost, expected recovery time and the expected seismic resilience for the two buildings are compared. the total recovery time according to redi method is very different from the total recovery time provided by fema p58 and should be seriously considered in calculating the cost-time curve and resilience of different systems. it is also observed that using post-northridge connections in comparison with pre-northridge connections, significantly reduces the recovery costs and time, and thus increases seismic resilience.