پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 404 |
| تعداد مقالات | 5,423 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,528,312 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,023,924 |
اثر اندرکنش سازه– خاک– سازه بر پاسخ لرزه‌ای سازه‌های قاب خمشی فولادی کوتاه، میان و بلندمرتبه | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| دوره 54، شماره 2، اردیبهشت 1401، صفحه 605-630 اصل مقاله (2.18 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2021.19002.7024 | ||
| نویسندگان | ||
| امیرحسین فتح الله پور؛ سید اصغر ارجمندی* ؛ احسان تفکری | ||
| دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران. | ||
| چکیده | ||
| وضعیت‌های ناشناخته و یا عوامل در نظر گرفته نشده در طراحی یک سازه مانند مشخصات خاک زیر آن و نیز وجود سازه‌های مجاور، می‌توانند بر ضریب اطمینان طراحی و به تبع آن، قیمت تمام شده پروژه تاثیرگذار باشند. از این رو، این مطالعه به بررسی اثرات اندرکنش سازه و خاک و نیز اثرات همزمان این اندرکنش با حضور سازه مجاور بر پاسخ لرزه‌ای سه ساختمان بنچمارک قاب خمشی فولادی 3، 9 و 20 طبقه در شش حالت مختلف همسایگی میان آن‌ها و در سه فاصله مختلف پرداخته است. برای اعمال اثرات اندرکنش خاک و سازه، ماتریس سختی محیط خاک، از طریق تحلیل مدل دو بعدی کرنش مسطحه در نرم‌افزار آباکوس به دست آمده و با استفاده از مجموعه‌ای از المانهای از پیش تعریف شده و المان جدید گسترش‌یافته در نرم‌افزار اپن‌سیس به مدل‌های دو بعدی غیرخطی از سازه‌ها اضافه می‌گردد. میانگین نتایج به دست آمده از تحلیل تاریخچه زمانی تحت اثر ده رکورد لرزه‌ای حوزه دور نشان می‌دهند، که تاثیر اندرکنش خاک و سازه در پاسخ سازه بلندمرتبه 20 طبقه نسبت به دو سازه‌ی دیگر قابل توجه‌تر است و منجر به افزایش 9 درصدی بیشینه‌ی میانگین نسبت دریفت و کاهش 6/99 درصدی میانگین برش پایه در این سازه نسبت به حالت بستر صلب می‌گردد. به علاوه، وجود سازه‌های بلندمرتبه و میان‌مرتبه، بیشینه‌ی میانگین نسبت دریفت سازه‌ی کوتاه‌مرتبه را در نزدیک‌ترین فاصله‌ی دو سازه به ترتیب 10/44 و9/36 درصد و میانگین برش پایه در این سازه را به ترتیب 2/87 و3/93 درصد نسبت به حالت بستر انعطاف‌پذیر افزایش می‌دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| اندرکنش سازه و خاک (SSI)؛ اندرکنش سازه – خاک – سازه (SSSI)؛ روش زیرسازه؛ روش اجزاء محدود؛ قاب خمشی فولادی | ||
| موضوعات | ||
| اندرکنش خاک و سازه؛ اندرکنش دینامیکی سازه و خاک و آب؛ تحلیل خطی و غیر خطی؛ دینامیک سازه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Structure-Soil-Structure Interaction (SSSI) effects on seismic response of low-, mid- and high-rise steel moment resisting frame structures | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Amirhosein Fatollahpour؛ Seyyed Asghar Arjmandi؛ Ehsan Tafakori | ||
| Msc. student of structural engineering/ University of Zanjan | ||
| چکیده [English] | ||
| Unknown situations or factors in the design of a structure, such as underlying soil characteristics and the presence of adjacent structures, can affect the reliability and, consequently, the cost of the project. Therefore, the effects of soil-structure interaction as well as the simultaneous effects of this interaction in the presence of adjacent structures on the seismic response of 3, 9 and 20-story benchmark steel moment resisting frame structures are investigated, including six different adjacency cases of the structures in three different distances. The effect of soil-structure interaction is considered by using a hybrid method, in which the stiffness matrix of the soil system is obtained through analysis of a two-dimensional model in Abaqus considering a plain strain condition. Then, the obtained stiffness matrix is added to the nonlinear 2D model of the structure by using a set of pre-defined and a new developed element in OpenSEES. The results obtained from the time history analysis under ten far-field earthquake records show that the effect of soil-structure interaction on the response of a 20-story structure is more significant than the other two structures and leads to a maximum increase of 9 percent in the maximum average drift ratio and decrease of 6.99 percent in the average base shear in this structure compared to the fixed base. In addition, the presence of high-rise and mid-rise structures increase the maximum average drift ratio of low-rise structures by 10.44 and 9.36 percent and the average base shear in this structure by 2.87 and 3.93 percent, respectively, compared to the flexible base. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Soil-Structure Interaction (SSI), Structure – Soil – Structure Interaction (SSSI), Substructure Method, Finite Element Method (FEM), Steel moment resisting frame | ||
| مراجع | ||
|
[1] JE. Luco,L. Contesse,Dynamic structure-soil-structure interaction, Bulletin of the Seismological Society of America, 63(4) (1973) 1289-1303. [2] TH. Lee, DA. Wesley, Soil-structure interaction of nuclear reactor structures considering through-soil coupling between adjacent structures, Nuclear engineering and design. 24(3) (1973) 374-387. [3] T. Kobori, R. Minai, Kusakabe, K., Dynamical characteristics of soil–structure cross-interaction system I, Bulletion of the Disaster Prevention, 22(204) (1973) 111-151. [4] HL.Wong, MD. Trifunac. Two-dimensional antiplane building–soil–building interaction for two or more buildings and for incident plane SH waves, Bulletin of the Seismological Society of America, 6(6) (1975), 1863-1885. [5] H. Murakami, JE. Luco, Seismic response of a periodic array of structures, Journal of the Engineering Mechanics Division, 103(5) (1977) 965-977. [6] JS. Mulliken, DL. Karabalis, Discrete model for foundation–soil–foundation interaction, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 7 (1995) 501- 508. [7] JS. Mulliken, DL. Karabalis, Discrete model for dynamic through‐the‐soil coupling of 3‐D foundations and structures, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 27(7) (1998) 687-710. [8] S. Nakagawa, et al., Forced vibration tests and simulation analyses of a nuclear reactor reactor building, Nuclear Engineering and Design, 179(2) (1998) 145-156. [9] NA. Alexander, E. Ibraim, Aldaikh H., A simple discrete model for interaction of adjacent buildings during earthquakes, Computers & Structures, 124 (2013) 1-10. [10] C. Roy, S. Bolourchi, Eggers D., Significance of structure–soil–structure interaction for closely spaced structures, Nuclear Engineering and Design, 295 (2015) 680-687. [11] B. Madani, F. Behnamfar, Riahi HT., Dynamic response of structures subjected to pounding and structure– soil–structure interaction. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 78 (2015) 46-60. [12] H. Aldaikh, NA. Alexander, et al., Shake table testing of the dynamic interaction between two and three adjacent buildings (SSSI), Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 89 (2016) 219-232. [13] J. Liang, B. Han, Todorovska MI., Trifunac MD., 2D dynamic structure-soil-structure interaction for twin buildings in layered half-space I: Incident SH-waves, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 102, (2017) 172-94. [14] F. Vicencio, NA. Alexander, Dynamic interaction between adjacent building through nonlinear soil during earthquakes, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 108 (2018) 130-141. [15] C. Bolisetti, and A.S. Whittaker, Numerical investigations of structure-soil-structure interaction in buildings, Engineering Structures, 215 (2020) 110709. [16] H. Cilsalar, and C. C. Cadir, Seismic performance evaluation of adjacent buildings with consideration of improved soil conditions. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 140 (2021) 106464. [17] Y. Ohtori, R.E. Christenson, Spencer Jr, B.F. and Dyke, S.J., Benchmark control problems for seismically excited nonlinear buildings, Journal of engineering mechanics, 130(4) (2004) 366-385. [18] ISIR 2800, Seismic resistant design of buildings – Code of practice, Standards and Industrial Research of Iran, 2014 (in Persian). [19] W. Ramberg, W. R. Osgood, Description of stress-strain curves by three parameters. Technical Note No. 902, National Advisory Committee For Aeronautics, Washington DC. (1943). [20] A. A. Tasnimi, A. Mohebkhah, Investigation on the behavior of brick-infilled steel frames with openings, experimental and analytical approaches, Engineering Structures, 33(4) (2011) 968-980. [21] American Society of Civil Engineers (ASCE). Minimum design loads for buildings and other structures. ASCE/SEI 2016;7–10. Reston, VA. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 927 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,361 |
||