آثار درصد نامنظمی جرمی، اندرکنش خاک-سازه و نوع خاک زیر فونداسیون بر عملکرد لرزه‌ای ساختمان‌های قاب خمشی متوسط فولادی

این مقاله به بررسی عملکرد لرزه‌ای ساختمان‌های قاب خمشی متوسط فولادی میان مرتبه با درصدهای مختلف نامنظمی جرمی که مطابق با آیین‌نامه‌های ایران و معتبر خارجی طراحی‌شده، می‌پردازد. بدین منظور یک ساختمان‌ 6 طبقه که بر روی خاک نوع c و برای منطقه تهران که دارای منطقه با پهنه‌بندی خطر زلزله خیلی‌زیاد واقع‌شده، جهت مطالعه در نظر گرفته‌شده‌اند. ساختمان‌های موردبررسی بر روی خاک نوع c و روی خاک نوع d، تحت 22 رکورد دور از گسل با لحاظ اندرکنش خاک-سازه و نامنظمی‌های مختلف جرمی در ارتفاع در دو سطح زلزله dbe و mce تحلیل شده‌اند. این ساختمان‌ها در نرم‌افزار اجزای محدود opensees شبیه‌سازی که در آن رفتار غیرخطی هندسه و مصالح در نظر گرفته‌شده است. نتایج نشان داد که در سازه‌های با پایه صلب و انعطاف‌پذیر، تحت دو سطح زلزله در دو نوع خاک c و d دارای هر نوع نامنظمی جرمی، مقادیر جابجایی‌های نسبی و شتاب الگوی متفاوتی دارند. به‌طوری که تغییرات جرم نامنظمی (کاهش و افزایش)، مقدار جابجایی‌های نسبی در طبقات پایینی سازه را نسبت به حالت منظم تغییر (به ترتیب کاهش و افزایش) داده است. درحالی که در طبقات فوقانی مقدار جابجایی‌های نسبی با تغییرات جرم نامنظمی (کاهش و افزایش)، تغییر (به ترتیب افزایش و کاهش) ایجادشده است. در تمامی طبقات سازه نامنظم نسبت به سازه منظم، با افزایش و یا کاهش جرم نامنظمی به ترتیب افزایش و کاهش مقادیر شتاب مطلق را به‌همراه دارد. با تغییر نوع خاک از حالت c به حالت d، پاسخ‌های ساختمان‌ها بیشتر می‌شود. به‌طورکلی نرم‌ در نظر گرفتن نوع خاک محل (نوع d به‌جای c)، مقدار جابجایی‌های‌ نسبی با نامنظمی‌های جرم کمتر و شتاب را 50 درصد و مقدار جابجایی‌های نسبی با جرم بیشتر را 65 درصد به‌صورت میانگین افزایش‌داده است.

the effects of mass irregularity percentage, soil-structure interaction and soil type under the foundation on the seismic performance of medium bending steel frame buildings

this article examines the seismic performance of mid-range steel flexural frame buildings with different mass irregularity percentages designed in accordance with iranian and foreign valid regulations. for this purpose, a 6-story building located on type c soil and for the tehran region, which has a very high earthquake risk zone, has been considered for study. assuming that the investigated buildings were built on type c soil and on type d soil, 22 records far from the fault were analysised in terms of soil-structure interaction and different mass irregularities in height at two levels of dbe and mce earthquakes. these buildings are simulated in opensees finite element software where the nonlinear behaviour of geometry and materials is considered. the results showed that in structures with rigid and flexible foundations, under two levels of earthquake in two types of soil c and d with any type of mass irregularity, the values of relative displacements and acceleration have different patterns. so that the irregular mass changes (decrease and increase) have changed the amount of relative displacements in the lower floors of the structure compared to the regular state (decrease and increase, respectively). while in the upper floors, relative displacements have been created with irregular mass changes (decrease and increase), change (increase and decrease, respectively). in all classes of the irregular structure compared to the regular structure, increasing or decreasing the irregular mass will increase and decrease the absolute acceleration values, respectively. by changing the type of soil from state c to state d, the responses of buildings increase. in general, taking into account the type of local soil (type d instead of c) has increased the amount of relative displacements with less mass irregularities and acceleration by 50% and the amount of relative displacements with more mass by 65% on average.