Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một Phương Pháp Phân Tích Đối Với Độ Bền Uốn Của Các Khung Nhà Bê Tông Cốt Thép Thiết Kế Chịu Động Đất Trong Tình Huống Mất Cột
Tóm tắt
Nghiên cứu này đã thực hiện các điều tra định lượng và tham số về độ bền uốn của các khung nhà bê tông cốt thép (RC) thiết kế chịu động đất trong điều kiện mất cột. Một chỉ số độ bền được đề xuất, thể hiện dưới dạng tích của hệ số động đất và tỷ lệ kháng lực, để đánh giá độ bền. Trong điều kiện mất cột, khung nhà có thể không duy trì được trọng lượng động đất hiệu dụng bằng cơ chế uốn, vì chỉ số của nó nhỏ hơn một. Các công thức phân tích của chỉ số độ bền cho mô hình khung ba chiều đã được rút ra bằng phương pháp năng lượng và kỹ thuật phân tích nhựa. Bảy khung nhà bê tông cốt thép chịu mô men với các tham số kết cấu khác nhau đã được thiết kế. Phân tích tĩnh phi tuyến đã được thực hiện để điều tra ảnh hưởng của chiều dài nhịp, số tầng, và hệ số động đất đến chỉ số độ bền. Các kết quả chỉ ra rằng trong số các tham số này, chiều dài nhịp là yếu tố quan trọng nhất. Chỉ số độ bền giảm khi chiều dài nhịp tăng. Đối với các khung nhà năm tầng, nó giảm xuống dưới 1.0 khi chiều dài nhịp tăng từ 4 đến 6 m hoặc lớn hơn. Tuy nhiên, chỉ số độ bền tỷ lệ thuận gần như trực tiếp với hệ số động đất và số tầng. Nó gấp đôi khi hệ số động đất hoặc số tầng tăng từ 0.1 lên 0.2 hoặc từ năm lên mười, tương ứng. Việc xác nhận số học đã xác nhận rằng các công thức phân tích đề xuất có thể cung cấp đánh giá độ bền bảo thủ cho các khung nhà RC thiết kế chịu động đất.
Từ khóa
#độ bền uốn #khung nhà bê tông cốt thép #mất cột #động đất #phân tích phi tuyếnTài liệu tham khảo
ASCE 7–10 (2010) Minimum design loads for buildings and other structures. American Society of Civil Engineering, Reston
Department of Defense (DoD)-Unified Facilities Criteria (UFC) (2013) Design of buildings to resist progressive collapse, UFC-4-023-03. Department of Defense, USA
Adam JM, Parisi F, Sagaseta J, Lu X (2018) Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century. Eng Struct 173:122–149. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.06.082
Sadek F, Main JA, Lew HS, Bao Y (2011) Testing and analysis of steel and concrete beam-column assemblies under a column removal scenario. J Struct Eng 137(9):881–892. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000422
Yap SL, Li B (2011) Experimental investigation of reinforced concrete exterior beam-column subassemblages for progressive collapse. ACI Struct J 108(5):542–552
Qian K, Li B (2012) Experimental and analytical assessment on RC interior beam-column subassemblages for progressive collapse. J Perform Constr Facilit 26(5):576–589. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000284
Qian K, Li B (2013) Performance of three-dimensional reinforced concrete beam-column substructures under loss of a corner column scenario. J Struct Eng 139(4):584–594. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000630
Yu J, Tan KH (2013) Experimental and numerical investigation on progressive collapse resistance of reinforced concrete beam column sub-assemblages. Eng Struct 55:90–106. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2011.08.040
Yu J, Tan KH (2013) Structural behavior of RC beam-column sub-assemblages under a middle column removal scenario. J Struct Eng 139(2):233–250. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000658
Tsai MH, Lu JK, Huang BH (2014) Column-loss response of RC beam-column sub-assemblages with different bar-cutoff patterns. Struct Eng Mech 49(6):775–792. https://doi.org/10.12989/sem.2014.49.6.775
Tsai MH, Chang YT (2015) Collapse-resistant performance of RC beam–column sub-assemblages with varied section depth and stirrup spacing. Struct Des Tall Special Build 24(8):555–570. https://doi.org/10.1002/tal.1199
Sasani M, Kazemi A, Sagiroglu S, Forest S (2011) Progressive collapse resistance of an actual 11-story structure subjected to severe initial damage. J Struct Eng 137(9):893–902. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000418
Qian K, Li B (2017) Dynamic and residual behavior of reinforced concrete floors following instantaneous removal of a column. Eng Struct 148:175–184. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.06.059
Chen J, Huang X, Ma R, He M (2012) Experimental study on the progressive collapse resistance of a two-story steel moment frame. J Perform Constr Facilit 26(5):567–575. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.06.059
Song BI, Sezen H (2013) Experimental and analytical progressive collapse assessment of a steel frame building. Eng Struct 56:664–672. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2013.05.050
Xiao Y, Kunnath S, Li FW, Zhao YB, Lew HS, Bao Y (2015) Collapse test of three-story half-scale reinforced concrete frame building. ACI Struct J 112(4):429–438
Liu C, Fung TC, Tan KH (2016) Dynamic performance of flush end-plate beam-column connections and design applications in progressive collapse. J Struct Eng 142(1):04015074-1-14. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001329
Khandelwal K, El-Tawil S, Kunnath SK, Lew HS (2008) Macromodel-based simulation of progressive collapse: steel frame structures. J Struct Eng 134(7):1070–1078. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2008)134:7(1070)
Bao Y, Kunnath SK, El-Tawil S, Lew HS (2008) Macromodel-based simulation of progressive collapse: rc frame structures. J Struct Eng 134(7):1079–1091. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2008)134:7(1079)
Kim T, Kim J, Park J (2009) Investigation of progressive collapse-resisting capability of steel moment frames using push-down analysis. J Perform Constr Facilit 23(5):327–335. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0887-3828(2009)23:5(327)
Liu M (2011) Progressive collapse design of seismic steel frames using structural optimization. J Constr Steel Res 67:322–332. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2010.10.009
Nica GB, Lupoae M, Pavel F, Baciu C (2017) Numerical analysis of RC column failure due to blast and collapse scenarios for an irregular RC-framed structure. Int J Civ Eng 16:1125–1136. https://doi.org/10.1007/s40999-017-0265-9
Marchis A, Botez M, Ioani AM (2012) Vulnerability to progressive collapse of seismically designed reinforced concrete framed structures in Romania. In: The 15th world conference on earthquake engineering, Lisbon, Portugal
Livingston E, Sasani M, Bazan M, Sagiroglu S (2014) Progressive collapse resistances of RC beams. Eng Struct 95:61–70. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2015.03.044
Li M, Sasani M (2015) Integrity and progressive collapse resistance of RC structures with ordinary and special moment frames. Eng Struct 95:71–79. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2015.03.050
Dinu F, Dubina D, Marginean I (2015) Improving the structural robustness of multi-story steel-frame buildings. Struct Infrastruct Eng 11(8):1028–1041. https://doi.org/10.1080/15732479.2014.927509
Li H, El-Tawil S (2014) Three-dimensional effects and collapse resistance mechanisms in steel frame buildings. J Struct Eng 140(2):A4014017-1-11. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000839
Lin K, Li Y, Lu X, Guan H (2016) Effect of seismic and progressive collapse designs on the vulnerability of RC frame structures. J Perform Constr Facilit 31(1):04016079111. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000942
European Committee for Standardization (CEN) (2006) Eurocode 1—actions on structures—Part 1-7: general actions- accidental actions, Brussels, BS
Fang C, Izzuddin BA, Elghazouli AY, Nethercot DA (2013) Simplified energy-based robustness assessment for steel-composite car parks under vehicle fire. Eng Struct 49:719–732. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.12.036
Formisano A, Landolfo R, Mazzolani FM (2015) Robustness assessment approaches for steel framed structures under catastrophic events. Comput Struct 147:216–228. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2014.09.010
Fallon CT, Quiel SE, Naito CJ (2016) Uniform pushdown approach for quantifying building-frame robustness and the consequence of disproportionate collapse. J Perform Constr Facilit 30(6):04016060-1-12. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000912
Pham XD, Tan KH, Yu J (2015) A simplified approach to assess progressive collapse resistance of reinforced concrete framed structures. Eng Struct 101:45–57. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2015.06.051
GSA (2013) Alternate Path Analysis & Design Guidelines for Progressive Collapse Resistance. The U.S. General Service Administrations (GSA), Washington D.C
Li Y, Lu X, Guan H, Ren P (2016) Numerical investigation of progressive collapse resistance of reinforced concrete frames subject to column removals from different stories. Adv Struct Eng 19(2):314–326. https://doi.org/10.1177/1369433215624515
MOI (2005) Seismic design specifications and commentary for buildings of Taiwan. Construction and Planning Agency, Ministry of the Interior (MOI), Taiwan
Ghahremannejad M, Park Y (2016) Impact on the number of floors of a reinforced concrete building subjected to sudden column removal. Eng Struct 111:11–23. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2015.12.006
ACI (2011) Building code requirements for structural concrete and commentary. American Concrete Institute (ACI), Farmington Hills, MI
SAP2000 (2012) Linear and nonlinear static and dynamic analysis and design of three-dimensional structures. Computers and Structures Inc., Berkeley
FEMA (2000) Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings, FEMA-356. Federal Emergency Management Agency (FEMA), Washington, D.C
Tsai MH (2010) An analytical methodology for the dynamic amplification factor in progressive collapse evaluation of building structures. Mech Res Commun 37:61–66. https://doi.org/10.1016/j.mechrescom.2009.11.001
Tsai MH, You ZK (2012) Experimental evaluation of inelastic dynamic amplification factors for progressive collapse analysis under sudden support loss. Mech Res Commun 40:56–62. https://doi.org/10.1016/j.mechrescom.2012.01.011
Ferraioli M (2019) Dynamic increase factor for nonlinear static analysis of RC frame buildings against progressive collapse. Int J Civ Eng 17:281–303. https://doi.org/10.1007/s40999-017-0253-0