Evaluation of the Use of Steel Bracing to Improve Seismic Performance of Reinforced Concrete Building
Abstract
The aim of this paper is to evaluate the possible improvement of seismic performance of existing reinforced concrete building (the 5th Building of UNS Engineering Faculty) by the use of steel bracing. Three methods of seismic evaluation are employed for the purpose of the study i.e. Nonlinear Static Pushover Displacement Coefficient Method as described in FEMA 356, Improvement of Nonlinear Static Pushover Displacement Coefficient Method as described in FEMA 440 and dynamic time history analysis following the Indonesian Code of Seismic Resistance Building (SNI 03-1726-2002) criteria. The results show that the target displacement determined from nonlinear pushover analysis of the existing building in X direction is 0.188 m and in Y direction is 0.132 m. The performance of this building could be categorized in between Life Safety (LS) - Collapse Prevention (CP) and plastic hinges occur in columns. It is also indicated that the story drifts in Y direction exceed the serviceability limit criterion when the recorded El Centro accelerogram was used for dynamic time history analysis. The performance of the existing building could be improved if steel bracings are utilized for seismic retrofitting. It is shown from the nonlinear pushover analysis that target displacements in both directions are reduced by 16%-55% if the proposed steel bracings are used. Furthermore, dynamic time history analysis points out that the story drifts of the retrofitted building are within the limit criteria. Meanwhile, the size of steel bracing elements do not significantly affect the seismic performance of retrofitted building.
Keywords
non linear static pushover analysisseismic retrofittingsteel bracingtime history analysis.
بررسی استفاده از مهاربند فولادی، به منظور بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتنی تقویت شده
چکیده
هدف از این مقاله بررسی امکان بهبود عملکرد لرزه ای موجود ساختمان بتنی تقویت شده (ساختمان 5 طبقه دانشکده مهندسی UNS) با استفاده از مهاربند فولادی می باشد. سه روش ارزیابی لرزه ای برای این هدف از مطالعه؛ یعنی روش ضریب پوش آور جابجایی غیر خطی استاتیکی در FEMA 356 توصیف شده، بهبود روش ضریب پوش آور جابجایی غیر خطی استاتیک در FEMA 440 و تجزیه و تحلیل تاریخ زمان پویا پس از معیارهای کد لرزه ای ساختمان تقویت شده اندونزی، شرح داده شده است (SNI 03-1726-2002). این نتایج نشان می دهد که هدف جابه جایی تعیین شده از تجزیه و تحلیل پوش آور غیر خطی از ساختمان های موجود در راستای X 0.188 متر و در راستای Y 0.132 متر است. عملکرد این ساختمان می تواند در بین زندگی ایمنی (LS) – پیشگیری از فروپاشی (CP) و لولاهای پلاستیکی رخ داده در ستون ها طبقه بندی شود. این نیز نشان داده شده که مکان مورد نظر در راستای Y فراتر از معیار محدودیت سرویس است زمانی که شتاب نگاشت سنترو El ثبت شده برای تجزیه و تحلیل تاریخ زمان پویا مورد استفاده قرار گرفت. عملکرد ساختمان های موجود می تواند بهبود یابد اگر مهاربند فولادی برای مقاوم سازی لرزه ای استفاده شود.
این از تجزیه و تحلیل پوش آور غیر خطی نشان داده شده است که هدف قرار دادن جابجایی در هر دو جهت با 16٪ -55٪ کاهش می یابد اگر مهاربند فولادی ارائه شده، استفاده شود. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل تاریخ زمان پویا اشاره می کند که مکان مورد نظر ساختمان تقویت شده در معیارهای محدود می باشد. در همین حال، اندازه عناصر مهاربند فولادی به طور قابل توجهی عملکرد لرزه ای ساختمان تقویت شده را تحت تاثیر نمی گذارد.
کلمات کلیدی: تجزیه و تحلیل پوش آور غیر خطی استاتیک؛ مقاوم سازی لرزه ای؛ مهاربند فولادی. تجزیه و تحلیل تاریخ زمان.