مدل‌سازی دینامیکی و ارزیابی رفتار غیرخطی ساختمان فولادی آزمایش شده با مقیاس واقعی بر روی میز لرزه ای به‌وسیله نرم‌افزار OpenSees

سامان راحت دهمرده, مهرتاش معتمدی, آرمین عظیمی نژاد

چکیده


لازمه­ی تحلیل و طراحی دقیق سازه­ها با استفاده از مدل‌سازی‌های عددی و شبیه­سازی­های نرم‌افزاری، اعتبارسنجی آنها بر اساس نتایج واقعی و یا آزمایشگاهی می‌باشد. در این راستا به‌منظور بررسی میزان اعتبار شبیه‌سازی‌های عددی و همچنین سنجش دقت پاسخ­های به‌دست‌آمده از تحلیل نرم‌افزاری برای قاب‌های خمشی فولادی کوتاه‌مرتبه، یک سازه 4 طبقه که در مقیاس واقعی در سال 2007 در ژاپن به‌صورت آزمایشگاهی ارزیابی شده است در فضای نرم‌افزارOpenSees  مدل‌سازی شده و تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی انجام گرفته است. در این تحلیل از رکوردهای مقیاس شده زلزله کوبه جهت تحریک سازه استفاده شده است. پس از انجام تحلیل‌های مودال و تاریخچه زمانی غیرخطی، نتایج سازه‌ای استخراج و با نتایج به‌دست‌آمده از برنامه آزمایشگاهی مقایسه شده است. مقایسه و تفسیر نتایج نشان‌دهنده‌ی کارایی مناسب و صحت شبیه‌سازی‌های عددی در نرم‌افزار OpenSees می‌باشد، به‌طوری‌که در اغلب موارد اختلافات اندک و بین 0/1 تا 14 درصد می‌باشند و مقادیری قابل قبول برای تحلیل‌های پیچیده همچون تحلیل غیرخطی هستند. علاوه بر این، رفتار هیسترتیک المان‌ها نیز بررسی شده و شواهد حاکی از آن است که ایجاد مکانیسم در سازه 4 طبقه به علت ایجاد مفاصل پلاستیک در ستون‌های طبقه اول و ایجاد طبقه ضعیف می‌باشد. نتایج تحقیق حاضر این موضوع را بیان می‌دارد که مدل‌سازی‌های نرم‌افزاری با استفاده از روش‌های عددی می‌توانند جایگزین مناسبی برای آزمایش‌های سازه‌ای در مقیاس واقعی باشند و با دقت بالایی در حدود بیش از 90 درصد پاسخ قاب‌های خمشی فولادی را تحت تحریکات زلزله و در فاز غیر الاستیک تخمین بزنند.

موضوع


زلزله، مدل‌سازی دینامیکی، نرم‌افزار OpenSees، میز لرزه، ساختمان فولادی.

تمام متن:

PDF

مراجع


Lignos, D.G., Hikino, T., Matsuoka, Y., and Nakashima, M. (2013) Collapse assessment of steel moment frames based on e-defense full-scale shake table collapse tests. Journal of Structural Engineering, 139(1), 120-132.

National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (2007) Blind Analysis Contest 2007 Results of the Contest.

Suita, K., Yamada, S., Tada, M., Kasai, K., Matsuoka, Y., and Sato, E. (2007) E-Defense tests on full-scale steel buildings: Part 2 − Collapse experiments on moment frames. Proc. Structures Congress 2007, ASCE, Long Beach, 247-18.

BCJ (2008) Building Standard Law of Japan. Building Center of Japan (BCJ), Tokyo.

Pavan, A., Pinho, R., and Antoniou, S. (2008) Blind prediction of a full-scale 3D steel frame tested under dynamic conditions. The 14th World Conference on Earthquake Engineering, October 12-17, Beijing, China.

Pan, P., Ohsaki, M., and Zhang, J. (2008) Collapse analysis of 4-story steel moment-resisting frames. The 14th World Conference on Earthquake Engineering, October 12-17, Beijing, China.

Kohiyama, M., Ohsaki, M., Miyamura, T., Onda, K., Isobe, D., Akiba, H., Hori, M., Kajiwara, K., and Ine, T. (2010) Dynamic property evaluations of full-scale 4-story steel frame using parallel FE-ANALYSIS. Proceedings of the 9th U.S. National and 10th Canadian Conference on Earthquake Engineering, July 25-29, 2010, Toronto, Ontario, Canada, Paper No 1740.

Tagawa, H., Miyamura, T., Yamashita, T., Kohiyama, M., and Ohsaki, M. (2015) Detailed finite element analysis of full-scale four-story steel frame structure subjected to consecutive ground motions. International Journal of High-Rise Buildings, 4(1), 65-73.

Xuewei, C., Xiaolei, H., Cheang, J., Shengyi, L., and Guiniu, M. (2008) Dynamic inelastic numerical simulation for a shaking table test of a full scale steel moment frame structure based on OpenSEES. The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.

Ohsaki, M., Kasai, K., Thiagarajan, G., Yang, Y. and Komiya, Y. (2008) 3-D analysis methods for 2007 blind analysis contest. The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.

Yamada, S., Suita, K., Tada, M., Kasai, K., Matsuoka, Y., and Shimada, Y. (2008) Collapse Experiment On 4-Story Steel Moment Frame: Part 1 Outline Of Test Results. The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.

Suita, K., Yamada, S., Tada, M., Kasai, K., Matsuoka, Y., and Shimada, Y. (2008) Collapse experiment on 4-story steel moment frame, part 2 detail of collapse behavior. The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.

Ohsaki, M., Kasai, K., Hikino, T., and Matsuoka, Y. (2008) Overview of 2007 E-DEFENSE blind analysis contest results. The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.

SeismoStruct Verification Report (2016) Full-scale, four-storey 3D steel frame. CHAPTER 4, Software Verifications (Comparison with Experimental Results).

Pavan, A. (2008) Blind Prediction of a Full-Scale 3D Steel Frame Tested under Dynamic Conditions. M.Sc. Dissertation, ROSE School, Pavia, Italy.

Mazzoni, S., Mckenna, F., Scott, M.H., and Fenves, G.L. (2006) OpenSEES Command Languqage Manual. Pacific Earthquake Engineering Center, University of California, Berkeley, http://OpenSees. Berkeley.edu.

حسینی، س.م.، کنارنگی، ه.، و فنائی، ن. (1394) کاربرد نرم‌افزار OpenSees در مدل‌سازی و تحلیل سازه‌ها. چاپ سوم، انتشارات آزاده.

Kent, D.C. and Park, R. (1971) Flexural Members with Confined Concrete. Journal of the Structural Division, ASCE, 97(7), 1969-1990.

Scott, B.D., Park, R., and Priestley, M.J.N. (1982) Stress-strain behavior of concrete confined by overlapping hoops at low and high strain rates. ACI Journal, 79(1), 13-27.

Menegotto, M. and Pinto, P.E. (1973) Method of analysis of cyclically loaded RC plane frames including changes in geometry and non-elastic behavior of elements under normal force and bending. Preliminary Report, Proc. of IABSE Symposium on Resistance and Ultimate Deformability of Structures Acted on by Well Defined Repeated Loads, 13, 15-22.

کماچی، ی. (1391) مدل‌سازی کاربردی با استفاده از نرم‌افزار OpenSees. چاپ اول، انتشارات فدک ایساتیس.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


تماس با ما حامیان مجله تمامی حقوق این سایت متعلق به پژوهشنامه زلزله شناسی و مهندسی زلزله است