ارزیابی زمان تناوب غیرخطی به عنوان معیار خرابی در تحلیل دینامیکی فزاینده ساختمانهای قاب خمشی فولادی
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Evaluation of the nonlinear period as a damage measure of steel moment resisting frame building in incremental dynamic analysis
First Statement of Responsibility
/امین نوروزی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی عمران
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۹
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۹۲ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
دکتری
Discipline of degree
مهندسی عمران
Date of degree
۱۳۹۹/۱۲/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در سالهای اخیر تحلیلهای دینامیکی فزاینده نقش موثری در تحلیل و بررسی فروریزش سازههای مهندسی داشته است .اگرچه برای بدست آوردن معیار شدت معمولا به شکل غیرمستقیم از پریود اصلی سازه استفاده میشود، اما تغییر احتمالی این پارامتر در حین زلزلههای قوی( و به عبارتی تغییر پریود خطی به غیرخطی) میتواند نمایانگر خوبی از میزان خرابی سازه باشد .در این رساله سعی شده است، پریود غیرخطی( اصلی) سازه به عنوان معیار خرابی در منحنیهای IDA مورد ارزیابی قرار گیرد .از آنجائیکه منحنیهای بدست آمده تفاوتهای جزئی نسبت بهIDA های متداول دارند، لذا از عبارت " شبه) IDA " (PBP IDA جهت معرفی این منحنیها استفاده شده است .بدین ترتیب از منحنیهای IDA متداول برای محاسبه منحنی شکنندگی و طیف فروریزش و منحنیهای شبه IDA برای محاسبه طیف پریود آستانه فروریزش استفاده شده است .برای رسیدن به این مهم، مطالعه حاضر به دو بخش تقسیم شده است .در بخش اول ۱۷ نوع سیستم یک درجه آزادی دارای پریودهای مختلف که محدوده کوتاه، متوسط و بلند را پوشش داده اند، مورد ارزیابی قرار گرفته اند .در بخش دوم سه ساختمان قاب خمشی فولادی منظم ۳، ۱۰ و ۲۰ طبقه به عنوان نماینده ساختمانهای کوتاه، متوسط و بلند مرتبه مورد بررسی قرار گرفته اند .برای محاسبه پریود غیرخطی سازه از تبدیل فوریه سریع (FFT) و برای تایید آن از روش آنالیز مقادیر ویژه استفاده شده است .برای انجام تحلیل تاریخچه زمانی جهت استخراج منحنیهای IDA در مدلسازی رفتار سازه، مدل دو خطی اصلاح شده( IMK در هر دو نوع سیستم یک درجه آزادی و چند درجه آزادی ) بکار گرفته شده است .در این مدل رفتاری، انواع زوال شامل زوال مقاومت و سختی در نظر گرفته شده تا پاسخ سازه شبیه سازی شده، به واقعیت نزدیک تر شود .جهت بررسی جامع پارامترهای تاثیر گذار در پریود سازه، متغیرها به دو دسته ویژگیهای رفتاری سازه و ورودی زلزله تقسیم شده اند .متغیرهای رفتاری مربوط به خصوصیات سازه و المانهای آن، شامل ظرفیت شکل پذیری) )_c_y ، نسبت سختی زوال مقاومت بعد از اوج)c) ، اثراتP - و پارامتر زوال بوده و متغیرهای ورودی زلزله مربوط به دسته بندی رکوردهای وارده به سازه بر اساس پارامتر شکل طیفی میباشد .دسته بندی رکوردهای زلزله بر مبنای سه معیار اپسیلون، SaRatio و Np صورت پذیرفته است .در این رساله، پارامتر اپسیلون بر اساس مدل کاهندگی بور-آتکینسون به ۷ گروه تقسیم بندی شده است .پارامترهای SaRatio و Np نیز که مستقل از مدل کاهندگی هستند رکوردها را به ۵ دسته تقسیم کرده اند .در این رساله همچنین علاوه بر پریود غیر خطی سازه، اثرگذاری پارامترهای متغیر ذکر شده در منحنیهای شکنندگی، طیف فروریزش و منحنیهای میانهIDA ، به صورت جامع بررسی شده است .یکی از کاربردهای مهم شناسایی پریود غیرخطی سازه، در فرایند مقیاس کردن رکوردها جهت انجام تحلیلهای تاریخچه زمانی میباشد .از آنجا که در مورد کران بالای بازه تطبیقی پریود بین آیین نامههای زلزله اختلاف نظر وجود دارد ( مثلASCE ۱۶-۷ وEurocode ۸)، در این رساله سعی شده است تا با محاسبه پریود غیرخطی بر اساس رکوردهای مقیاس شده به طیف طرح، بازه پریودی مقیاسی مورد ارزیابی قرار گیرد .
Text of Note
In recent years, Incremental Dynamic Analysis (IDA) has played an effective role in analyzing the collapse of engineering structures. Although, the fundamental period of an elastic structure is usually used indirectly to obtain the Intensity Measure (IM), the possible change of this parameter during strong ground motions (the change of the linear period to the nonlinear period) can be a good indicator of the amount of structural damage. In this study, the nonlinear fundamental period of the structure is evaluated as a Damage Measure in IDA curves. Since the proposed curves are slightly different from the conventional IDAs, the term "PBP-IDA" has been used to describe them. Thus, the conventional IDA curve is used to calculate the fragility curve and the collapse capacity spectrum, and the PBP-IDA curve is used to obtain the collapse period spectrum. To achieve this goal, the present study is divided into two parts. In the first part, 17 types of single degree of freedom systems (SDOFs) with different periods that cover short, intermediate and long-period ranges are evaluated. In the second part, three special steel moment-resisting frame (MRF) buildings with 3, 10 and 20 stories as representatives of short, medium and high-rise buildings are examined. The Fast Fourier Transform (FFT) was used to calculate the nonlinear period of the structures and the eigenvalue analysis method was used to verify it. The Modified Ibarra-Medina-Krawinkler deterioration model with bilinear hysteretic has been used in the implementation of the time history analyses to extract the IDA curves (in both SDOF and MDOF systems). In this model, all types of deterioration including strength and stiffness degradation are considered to bring the seismic responses of the simulated structures closer to reality. To study the effect of parameters on the nonlinear period of the structures comprehensively, the variables are divided into two categories including the behavior parameters of the structures and the earthquake ground motion parameters defined via the classification of the ground motion records based on the spectral shape indicators. The behavior variables of the structures include the ductility capacity (c/y), post-capping stiffness ratio (c), P- effects, and various deterioration parameters (s, c, k). Earthquake records are classified based on the three parameters: Epsilon, SaRatio, and Np. The epsilon parameter is determined by using the attenuation relationship developed empirically by Boore and Atkinson and the records are divided into 7 groups based on the epsilon. The SaRatio and Np parameters, which are independent of the attenuation relationship, also divide the records into 5 ensembles. In this thesis, in addition to the nonlinear period of the structure, the effect of the mentioned parameters on the fragility curves, collapse capacity spectrum, and median IDA curves is comprehensively investigated. One of the important applications of monitoring the nonlinear period of the structure is in scaling the ground motion records in the time history analysis. Since there is a disagreement between the well-known seismic codes (such as the Eurocode8 and ASCE7-16) regarding the upper limit of the matching adaptive period interval, this study attempts to evaluate the period interval by calculating the nonlinear period based on the records scaled to the design spectrum. The results show that in both SDOF and MDOF systems, the parameters , SaRatio and Np and the degradation parameters of the structure affect the collapse capacity of the structure and the amount of the nonlinear period with a specific trend, while the mentioned spectral parameters do not have a regular trend in the amount of the collapse period. It also seems that the proposed value of different regulations for the upper limit of the adaptive period interval is conservative for structures with low degradation.
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Evaluation of the nonlinear period as a damage measure of steel moment resisting frame building in incremental dynamic analysis