بررسی رفتارلرزه ای غیرخطی ساختمانهای بلندمرتبه بتن آرمه وبهسازی آنها به وسیله میراگرهای ویسکوالاستیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران،دانشکده فنی ومهندسی ،دانشگاه آزاد اسلامی ،ارومیه ،ایران

2 عمران

10.30495/civil.2022.689974

چکیده

باتوجه به تخریب ساختمان های بلندمرتبه درطی زلزله های اخیر، بکارگیری سیستم سازه ای قاب خمشی بتن آرمه بامیراگرویسکوالاستیک باعث اتلاف انرژی لرزه ای وبه تبع آن کاهش تغییرمکان جانبی می شود.دراین پژوهش یک قاب ساختمانی بلندمرتبه بتن آرمه سه بعدی20طبقه با8  مدل، که4 مدل باسیستم سازه ای قاب خمشی و 4مدل باسیستم سازه ای قاب خمشی+میراگرویسکوالاستیک دردوامتداد  X,Yواقع درمنطقه با لرزه خیزی زیاد(g3/0=A)برروی خاک نوع IIIدرنظرگرفته می شود. هدف از پژوهش حاضربررسی تغییرمکان جانبی افقی  (مطلق ونسبی) طبقات، برش پایه قاب ها تحت بارهای ثقلی و بار جانبی زلزله می باشد. برای مدل سازی مواد ویسکوالاستیک ازمدل کلوین-ویت وجهت تعیین نسبت میرایی (ζ)قاب هابامیراگرویسکو الاستیک، ضریب سختی(KV)وضریب میرایی(CV)میراگرهای ویسکوالاستیک ازروش انرژی کرنشی مودال وجهت تحلیل لرزه ای مدل های بدون وبا میراگربه ترتیب ازتحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی به روش انتگرال گیری مستقیم ومودال(FNA) استفاده ومدلسازی هندسی کلیه قاب ها درنرم افزار SAP2000-V15انجام  شده است .نتایج حاکی ازآن است باافزایش طول دهانه(مدل2نسبت به مدل1ومدل4 نسبت به مدل3) وافزایش ارتفاع طبقات (مدل3نسبت به مدل1ومدل4نسبت به مدل2)، حداکثرتغییرمکان جانبی مطلق، نسبی طبقات و برش پایه درامتداد(X,Y)بدون و با میراگرروندی افزایشی دارد. همچنین حداکثردرصد افزایش مدلهای مذکوربا میراگرنسبت به بدون میراگردرامتداد (X,Y) کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Nonlinear Seismic Behavior of High-rise Reinforced Concrete Buildings and their Improvement by Viscoelastic Dampers

نویسندگان [English]

  • Faraz Kazemi 1
  • ashkan khodabandehlou 2
1 Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Islamic Azad University, Urmia, Iran
2 civil
چکیده [English]

Owing to the destruction of high-rise buildings during recent earthquakes, the use of a structural system of reinforced concrete moment frame with viscoelastic damper causes a loss of seismic energy and consequently reduces lateral displacement. In this study a high-Rise, 20-Storey, three-dimensional reinforced concrete frame with 8 Models, of which 4 models with moment frame structural system and 4 models with moment frame + viscoelastic damping system in two directions of X, Y located in the high seismic zone (A=0.3g) on the soil type III is considered. The aim of the present study is to investigate the horizontal lateral displacement (absolute and relative) of the stories, the base shear of frames under gravity loads, and lateral loads of the earthquake.  In order to modeling the viscoelastic materials, the Kelvin-Voigt model and to determine damping ratio(ζ) of frames with viscoelastic damper, stiffness coefficient (Kv) and damping coefficient (Cv) of viscoelastic dampers, the modal strain energy method have been applied. For seismic analysis of models without and with dampers, dynamic analysis of nonlinear time history via direct integration and modal (FNA) methods have been utilized, respectively.  Geometric modeling of all frames was done using the SAP2000-V15 software. The results indicate that with increasing span length (model 2 compared to model 1 and model 4 compared to model 3) and increasing the height of stories (model 3 compared to model 1 and Model 4 compared to model 2), the maximum absolute lateral and relative displacement of stories, and base shear along with X, Y without and with viscoelastic damper have an increasing trend. Also, the maximum percentage increase of the mentioned models with damper compared to without damper along with X, Y has decreased

کلیدواژه‌ها [English]

  • high-rise
  • Reinforced Concrete
  • viscoelastic damper
  • Modal strain energy
  • Nonlinear time history