Probabilistic Seismic Assessment of Steel Moment Frame by Considering Soil Foundation-Structure Interaction and Moodify Of Conections

Momeni, Saeideh and Shokrgozar, Hamed R and Khodayi Ardebili, Ahmad (2018) Probabilistic Seismic Assessment of Steel Moment Frame by Considering Soil Foundation-Structure Interaction and Moodify Of Conections. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
momeni-9444404112.pdf

Download (780kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim:The purpose of this study was to investigate the effect of modeling of beam-column connections, the structure height, the type of soil on the seismic response of steel structures. Also Considering that LCC Lifetime Costing is a tool to help select the best and most economical design among design options considering, repair and maintenance. the life cycle cost for the structures designed with two methods of calculating the cost of energy and maintenance and calculating the cost of failure of the structure due to possible earthquakes. For this purpose, the calculation of life-cycle costs, for all models in the 30-year period was performed from the combination of these two methods. Research Method: Structural analysis has significant importance against dynamic and earthquake forces. The responses of structure-foundation and soil to a specified ground motion can be only evaluated using soil-structure interaction. For this purpose, five and ten stories buildings with special steel moment frames and two different soil types (II and IV) have been considered. BFP connections used for these buildings.The models are designed in two ways in terms of the effect of soil - structure interaction and without regard to this effect. Incremental nonlinear dynamic analyses are performed using twelve far-fault ground motion records, and the structural demand is extracted at limit states with 75, 475, 975, 2475 return periods.Their responses are compared with each other using probabilistic seismic analysis.The results of seismic probabilistic analysis of models have been used to calculate the failure. Discount rates of 5, 8, 12 and 15 percent have been used to calculate the life cycle cost. Finding : The results show that the effect of soil-foundation-structure and soil type has a significant effect on the failure probability of the structure. With regard to the effect of connections and soil in models based on type IV soil, the probability of failure of structures 5 and 10 stories reduced, as well as the fall in them occurs in more spectral acceleration and less relative displacement. For models based on type II soil, the effect of the soil increases the likelihood of fracture of the structure and also its collapse in this case in less spatial acceleration and more displacement occurs. According to the resultsin terms of structural failure, and illogical estimated discount rate would reduce life cycle costs and life cycle costs are increasing the discount rate Conclusion: According to the results obtained in soil type II structures, the effect of soil will have a favorable effect on the structure behavior against earthquakes. Since the fracture of the structure when considered the interaction effect is less than the time when this effect is neglected in the design of the structure. But in the structures on the soil type IV, this is true. When the influence of the interaction between the soil and structure is ignored, the structure is better off and the probability of fragility is reduced. Finally, it can be concluded that the actual behavior of the structure is highly dependent on the type of soil that the structure is located on. In calculating the cost of the lifetime of the structure, the effect of soil type and interactions for the structure of the ten classes on the weaker soil is more evident.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: تحلیل احتمالاتی لرزه¬ای قاب¬های خمشی فولادی با در نظر گرفتن اندرکنش خاک -فونداسیون-سازه و مدل¬سازی اتصالات
Persian Abstract: هدف: هدفاین پژوهش، بررسی تأثیر مدلسازی اتصالات تیر به ستون، ارتفاع سازه و نوع خاک بر پاسخ لرزه¬ای سازه¬های فولادی می¬باشد. همچنین با توجه به اینکه ارزیابی هزینه دوره عمر LCCیک سازه به انتخاب بهترین و اقتصادی¬ترین طرح ازمیان گزینه¬های طراحی، تعمیر و نگهداری سازه کمک می¬کند، هزینه دوره عمر سازه¬های طراحی شده با دو روش محاسبه هزینه انرژی و تعمیر و نگهداری و محاسبه هزینه ناشی از فروریزی سازه در اثر زلزله¬های احتمالی به¬دست آمده و هزینه دوره عمر 30 ساله تمام سازه¬ها از ترکیب این دو روش حاصل شده است. روش‌شناسی پژوهش: تحلیل سازه¬ها در برابر نیروهای دینامیکی بخصوص زلزله از اهمیت فراوانی برخوردار بوده و از دیرباز مورد توجه محققان قرار گرفته است. با در نظر گرفتن اندرکنش خاک – سازه، می¬توان پاسخ سازه، فونداسیون و خاک را نسبت به تحریکات زلزله ارزیابی کرد. بدین منظور ساختمان 5 و 10 طبقه با قاب خمشی فولادی ویژه واقع بر دو نوع خاک متفاوت (IIو IV) در نظر گرفته شده است. اتصالات به¬کار رفته برای این ساختمان¬ها از نوع اتصالات BFPمی¬باشد. مدل¬ها به دو صورت با لحاظ اثر اندرکنش خاک - سازه و بدون لحاظ این اثر طراحی شده¬اند. این مدل¬ها تحت تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) توسط 12 رکورد زلزله حوزه¬ی دور قرار گرفته و تقاضای سازه برای حالات¬ حدی با دوره¬های بازگشت 75، 475، 975 و 2475 ساله استخراج شده است. پاسخ¬های آن¬ها با استفاده از آنالیز احتمالاتی لرزه¬ای، با یکدیگر مقایسه گردیده است. برای محاسبه شکست از نتایج تحلیل احتمالاتی لرزه¬ای مدل¬ها استفاده گردیده است. در محاسبه هزینه دوره عمر از نرخ تنزیل¬های 5، 8، 12 و 15 درصد استفاده شده است. یافته‌ها: نتایج به¬دست آمده نشان می¬دهد که اثر اندرکنش خاک – فونداسیون – سازه و نوع خاک، تأثیر بسزایی بر احتمال شکنندگی سازه دارد. با لحاظ اثر اتصالات و خاک در مدل¬های واقع بر خاک نوع II، احتمال شکنندگی سازه¬های 5 و 10 طبقه کاهش می¬یابد و همچنین فروریزش در آن¬ها در شتاب طیفی بیشتر و تغییرمکان نسبی کمتری اتفاق می¬افتد. برای مدل¬های واقع بر خاک نوع IV، لحاظ اثر خاک باعث افزایش احتمال شکنندگی سازه شده و همچنین فروریزش در این حالت در شتاب طیفی کمتر و تغییر مکان بیشتری اتفاق می¬افتد. نتایج به¬دست آمده نشان می¬دهد که عدم لحاظ شکست سازه و نرخ تنزیل موجب برآورد غیرمنطقی هزینه دوره عمر شده و افزایش نرخ تنزیل سالیانه موجب کاهش هزینه دوره عمر می¬گردد. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج به¬دست آمدهدر سازه¬های واقع بر خاک نوع II، اعمال اثر خاک تاثیر مطلوبی بر رفتار سازه در برابر زلزله خواهد داشت. به¬طوریکه شکنندگی سازه زمانیکه اثر اندرکنش در نظر گرفته شده است کمتر از زمانی است که از این اثر در طراحی سازه صرفنظر شده است. اما در سازه¬های واقع بر خاک نوع IVعکس این قضیه صادق است. یعنی وقتی تاثیر اندرکنش خاک - سازه نادیده گرفته شده است سازه رفتار بهتری از خود نشان داده و احتمال شکنندگی آن کمتر شده است. در نهایت می¬توان به این نتیجه رسید که رفتار واقعی سازه بسیار وابسته به نوع خاکی است که ساز`ه بر آن واقع شده است. در محاسبه هزینه دوره عمر سازه نیز تاثیر نوع خاک و لحاظ اندرکنش برای سازه ده طبقه واقع بر خاک ضعیف¬تر مشهودتر است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Shokrgozar, Hamed RUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Khodayi Ardebili, AhmadUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 26 Jun 2019 05:31
Last Modified: 26 Jun 2019 05:31
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7094

Actions (login required)

View Item View Item