ارزیابی و کنترل ضوابط آیین نامه SEAOC/UBC97 در مورد سازه های بلند ایزوله شده

نویسنده

چکیده

سیستمهای ایزوله پایه از جمله روشهای کنترل نافعالی است که در سه دهۀ اخیر برای محدود کردن پاسخ لرزه ای سازه ها مورد استفاده قرار گرفته است. در این راستا آیین نامۀ UBC از سال 91 ضمیمه ای را در خصوص طراحی سازه های ایزوله شده به این آیین نامه اضافه کرده است. با توجه به اهمیت بررسی رفتار این گونه سیسستمها تحت اثر بارگذاری لرزه ای و به منظور ارزیابی روش استاتیکی معادل آیین نامۀ UBC97 برای سازه های ایزوله، یک مدل سازه ای چهار طبقه سه بعدی برای 8 نوع مختلف از سیستمهای ایزوله توصیه شده توسط این آیین نامه طراحی شده است. در ادامه ضمن انتخاب 10 رکورد زلزلۀ (پنج زوج) ثبت شده بر روی خاک سخت از نوع SA و SB بر طبق آیین نامۀ UBC97، کلیه مدلهای طراحی شده تحت اثر رکوردهای مزبور به صورت غیرخطی تحلیل دینامیکی تاریخچۀ زمانی شده اند. در مدلهای مزبور سیستم ایزولاتور و نیز روسازه قادر به ارائۀ رفتار غیرخطی (دوخطی) اند. نتایج این تحلیلها نشان دهندۀ مناسب بودن مقدار برش پایه پیشنهادی آیین نامۀ UBC97 بوده ولی توزیع این نیروها در طبقات به خصوص برای سیستمهای ایزوله با نسبت استهلاک زیاد به نحو مناسبی صورت نمی پذیرد. در نتیجه به علت کمتر برآورد شدن نیروهای برش برای طبقات بالا، ستونهای این طبقات اکثراً رفتاری غیرخطی از خود نشان داده اند. تغییر مکان طبقۀ پایده به دست آمده از روش استاتیکی معادل آیین نامۀ UBC94 نیز که همواره بزرگتر از نتایج حاصله از تحلیل تاریخچۀ زمانی انجام شده برای تغییر مکان در مرکز و در گوشه های طبقه پایه بود، در UBC97 به نحو مناسبی کاهش داده شده است. همچنین به منظور تأمین نیازهای برشی ستونهای طبقات فوقانی، نسبت به ارائۀ روش دیگری برای توزیع برش پایه در ارتفاع برای سازه های ایزوله اقدام شد. نتایج به دست آمده نشان دهندۀ آن است که در صورت استفاده از توزیع برش پایه پیشنهادی، انطباق بسیار بهتری برای پاسخهای حاصله از تحلیلهای غیرخطی تاریخچۀ زمانی با روش استاتیکی معادل آیین نامۀ UBC97 وجود خواهد داشت.

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the SEAOC/UBC97 Provisions for the Tall Base-Isolated Structures

نویسنده [English]

  • F. Rahimzadeh Rofooei and H. Saadatnia
چکیده [English]

The base isolation systems are among the passive control devices that have been used over the last three decades to limit the seismic-induced response of structures. In this regard, the Uniform Building Code provisions (UBC) has incorporated a special section for the seismic design of base isolated structures since its 1991 edition. Due to the importance of the behavior of these structures under seismic loading, and to evaluate the equivalent static analysis method of UBC97, a three dimensional, 4-story base-isolated structural model is selected. Considering 8 different types of the LRB base-isolation systems, the 8 structural models are designed using the UBC97 provisions for these structures. Extensive nonlinear dynamic time history analyses are performed for these structural models, using five pairs of earthquake components recorded on the SA and SB soil profile types according to the UBC97 provisions in the dynamic analyses, both the base isolation systems and the superstructure are allowed to behave nonlinearly (bilinear). The results indicate that the UBC97 suitably predicts the base shear force for the superstructure, but that it does not provide isolation systems. Also, underestimation of elastic force for the higher floors by UBC97, considered to be the main reason for the nonlinear behavior of the columns of these floors, revealed in the dynamic time history analyses. Besides, the corner and the center bearings’ displacement of the base floor predicted by the equivalent static method of the UBC94 were usually larger than their mean dynamic time history response. This issue has been appropriately modified in the UBC97. In addition, to provide the required strength capacity for the columns of the higher floors, an alternative shear force distribution over height for the base isolated structures is proposed. The results of the nonlinear dynamic analysis performed indicates that there is a closer match between the mean response of the structures designed by proposed shear force distribution and those obtained from the equivalent static method of the UBC97 provisions.

تحت نظارت وف ایرانی