Phân tích sụp đổ tiến bộ của các khung chịu lực đặc biệt ba chiều được thiết kế chống động đất

Asian Journal of Civil Engineering - Tập 24 - Trang 1583-1597 - 2023
Atul B. Pujari1, Keshav K. Sangle2
1Department of Civil Engineering, K J College of Engineering and Management Research, Pune, India
2Department of Structural Engineering, Veermata Jijabai Technological Institute, Mumbai, India

Tóm tắt

Hướng dẫn của Cục Quản lý Dịch vụ Tổng hợp Hoa Kỳ (GSA) năm 2013 đã được áp dụng trong phân tích sụp đổ tiến bộ của các khung chịu lực đặc biệt ba chiều được thiết kế chống động đất. Phân tích này được thực hiện nhằm đánh giá mức độ dễ bị tổn thương của các khung chịu lực đặc biệt ba chiều ở các công trình thấp, trung và cao với sáu nhịp theo cả hai hướng. Tất cả các cấu trúc được xem xét trong nghiên cứu này đều được thiết kế theo các tiêu chuẩn của Ấn Độ. Để đánh giá hành vi của cấu trúc, các phương pháp phân tích tĩnh tuyến tính (LSA), phân tích tĩnh phi tuyến (NLSA), phân tích động tuyến tính (LDA) và phân tích động phi tuyến (NLDA) đã được thực hiện bằng cách sử dụng Phương pháp Đường thay thế (APM) cho việc loại bỏ cột tại các vị trí quan trọng dựa trên các hướng dẫn này. Kết quả cho thấy sự dịch chuyển không đáng kể theo lịch sử thời gian khi so sánh giữa LDA và NLDA. Nó cũng cho thấy việc loại bỏ cột bên trong dẫn đến rung động ít hơn khi so với hai vị trí khác trong trường hợp loại bỏ đột ngột. Từ kết quả phân tích, cũng được quan sát rằng chiều cao của cấu trúc ảnh hưởng lớn đến hành vi của cấu trúc khi loại bỏ bất kỳ cột nào một cách đột ngột.

Từ khóa

#sụp đổ tiến bộ #khung chịu lực đặc biệt #phân tích động học #thiết kế chống động đất #Phương pháp Đường thay thế

Tài liệu tham khảo

American Society of Civil Engineers. (2006). Minimum design loads for buildings and other structures. ASCE. American Society of Civil Engineers, 2006 Minimum design loads for buildings and other structures, SEI/ASCE 7–0.5 American Society of Civil Engineers, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, ASCE/SEI 7–10, 2010. Baldridge, S. M., & Humay, F. K. (2003). Preventing progressive collapse in concrete buildings. Concrete Inter, 55, 73–79. Breen, J. E., & Siess, C. P. (1979). Progressive Collapse – symposium summary. Amer Concrete Institut J, 55, 997–1004. British Standard Institute (BSI), BS6399: Loading for buildings-part 1, code of practice for dead and imposed loads, British Standards Institute, London, 1996. British Standard Institute (BSI), BS8110: Structural use of concrete-part1, code of practice for design and construction, British Standards Institute, London, 1997. Canadian Commission on Building and Fire codes, National Building Code of Canada (NBC), Canada 1995. Department of defense (DOD), Unified Facilities Criteria (UFC-2013) for design of building to resist progressive collapse. Ellingwood, B., & Leyendecker, E. (1978). Approaches for design against progressive collapse. J Structural Division, 104(3), 413–423. ETABS, Version 15, (Computer software), Computers and Structures Inc., Berkeley, CA. General Services Administration, Alternate path analysis & design guidelines for Progressive collapse resistance (GSA 2013). Gerasimidis, S., & Sideri, J. (2016). A new partial-distributed damage method for progressive collapse analysis of steel frames. J Construct Steel Res, 119, 233–245. Indian standard code, IS 875 Part (I, II, III, IV) 1987, Code of Practice for Design Loads. Indian standard code, IS 1893–1 (2002): Criteria for Earthquake Resistant Design of Structures. Indian standard code, IS 800–2007,General Construction in Steel - Code of Practice. International Code Council (ICC), International Building Code, ICC, 2000. Kaewkulchai, G., & Williamson, E. (2004). Beam element formulation and solution procedure for dynamic progressive collapse analysis. Computers & Structures, 82, 639–651. Kaveh, A., Farahmand Azar, B., Hadidi, A., Rezazadeh Sorochi, F., & Talatahari, S. (2010). Performance-based seismic design of steel frames using ant colony optimization. J Construct Steel Res., 66, 566–574. Kaveh, A., Laknejadi, K., & Alinejad, B. (2012). Performance based multi-objective optimization of large steel structures. Acta Mechanica, No., 2(223), 355–369. Kaveh, A., & Bakhshpoori, T. (2013). Optimum design of steel frames using Cuckoo Search algorithm with Lévy flights. Tall Build Special Struct, 13(22), 1023–1036. Kaveh, A., Kalateh-Ahani, M., & Fahimi-Farzam, M. (2014). Life-cycle cost optimization of steel moment-frame structures: performance-based seismic design approach. Earthq Struct, 3, 271–294. Kaveh, and P. Zakian,. (2014). Seismic design optimisation of rc moment frames and dual shear wall-frame structures via CSS algorithm. Asian J Civil Eng., 15, 435–465. Kaveh, A., & Ghazaan, M. M. (2018). Optimum seismic design of 3D irregular steel frames recently developed modern meta-heuristic algorithms. Comp Civil Eng, 32(3), 04018015. Kim, J., & Kim, T. (2009). Assessment of progressive collapse-resisting capacity of steel moment frames. J Construct Steel Res, 65(1), 169–179. Kordbagh, B., & Mohammadi, M. (2016). Influence of seismicity level and height of the building on progressive collapse resistance of steel frames. Structural Design Tall Special Build., 26, 1305. Liu, M. (2013). A new dynamic increase factor for nonlinear static alternate path analysis of building frames against progressive collapse. Engineering Structures, 48, 666–673. Longinow, A., & Ellingwood, B. R. (1998). The impact of the Ronan Point collapse25 years after Structural Engineering World Wide 312–2. New York: Elsevier Science. Marjanishvili, S. M. (2004). Progressive Analysis pocedure for Progressive Collapse. J Perf Construct Facil, 18(2), 79. Monsted, J., & M. (1979). Buildings susceptible to progressive collapse. Inter J Hous Sci Applicat, 3(1), 55–67. Osama Ahmed Mohamed. (2015). “Calculation of load increase factors for assessment of progressive collapse potential in framed steel structures. Case Studies Struct Eng, 3, 11–18. Popoff, Jr. (1975). Design against progressive collapse precast/prestressed. Concrete Institut J, 20(2), 44–57. Powell, G. (2005). Progressive collapse: case studies using nonlinear analysis, American society of civil engineers. StrucT Conf., 21, 567. Prendergast, J. (1995). Oklahoma city aftermath, American Society of Civil Engineers. Civil Eng, 65(10), 665. Pujari, A., & Sangle, K. (2018). Progressive collapse analysis of seismically design low rise steel frame structure. ARPN J Eng Applied Sci ISSN, 13(1), 1819–6608. Ruth, P., Marchand, K. A., & Williamson, E. B. (2006). Static equivalency in progressive collapse alternate path analysisreducing conservatism while retaining structural integrity. J Perf Cons Facil, 20(4), 349–364. Tavakoli, H. R., & Rashidi, A. A. (2013). Evaluation of progressive collapse potential of multi-story moment resisting steel frame buildings under lateral loading. Scientia Iranica., 20(1), 77–86. Taylor, D. A. (1975). Progressive collapse. Canad J Civil Eng, 2(4), 517.