عمران و پروژه
اعتبار،چابکی،پاسخگویی

بررسی اثرات نشست تفاضلی پی بر پاسخ دینامیکی قاب‌های بتن‌آرمه بهسازی‌شده با مهاربندی فولادی

https://doi.org/10.22034/cpj.2026.574610.1430
دوره 8، شماره 3 - شماره پیاپی 85
خرداد 1405
صفحه 27-45
عمران و پروژه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

علی فرهنگ پور خیابانی 1
مهدی صادقزاده تبریزی 2

1 کارشناس ارشد مدیریت شهری ، شهرداری کلانشهر تبریز،ایران

2 کارشناس ارشد مکاترونیک ، دانشگاه جامع علمی کاربردی استان آذربایجانشرقی، مرکز خانه کارگر، تبریز،ایران

چکیده
نشست تفاضلی فونداسیون یکی از عوامل مهم تأثیرگذار بر رفتار دینامیکی سازه‌های بتن‌آرمه است که می‌تواند باعث تغییرات قابل توجه در پاسخ لرزه‌ای و توزیع نیروها در قاب‌ها شود. در این پژوهش، اثر نشست نامتقارن پی بر پاسخ دینامیکی قاب‌های بتن‌آرمه بهسازی‌شده با مهاربندی فولادی بررسی شده است. برای این منظور، یک مجموعه قاب چندطبقه بتن‌آرمه در نرم‌افزارهای شبیه‌سازی عددی مدل‌سازی شده و رفتار آن تحت تحریکات لرزه‌ای مختلف با مقادیر متفاوت نشست تفاضلی تحلیل گردیده است. نوآوری اصلی تحقیق در بررسی همزمان اثر نشست غیر یکنواخت و تأثیر مهاربندهای فولادی در بهبود عملکرد لرزه‌ای قاب‌ها می‌باشد. در این مطالعه، معیارهای پاسخ دینامیکی شامل تغییر مکان نسبی طبقات، برش پایه، و توزیع نیروهای مهاربندی مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که مهاربندهای فولادی می‌توانند کاهش قابل توجه در تغییر مکان‌های نسبی طبقات و افزایش پایداری کلی قاب‌ها در برابر نشست‌های غیر یکنواخت ایجاد کنند. همچنین، اثر نشست تفاضلی بر قاب‌های بهسازی‌شده نسبت به قاب‌های بدون مهاربند کمتر بوده و توزیع نیروها در قاب‌ها یکنواخت‌تر می‌گردد. یافته‌های این پژوهش می‌تواند به مهندسین سازه در طراحی بهینه سیستم‌های مقاوم‌سازی لرزه‌ای قاب‌های بتن‌آرمه و پیش‌بینی رفتار سازه تحت نشست غیر یکنواخت فونداسیون کمک نماید. نتایج به دست آمده تأکیدی بر اهمیت اعمال تحلیل نشست فونداسیون در طراحی و بهسازی لرزه‌ای قاب‌ها دارد و روش ارائه‌شده می‌تواند به عنوان یک چارچوب جامع برای ارزیابی اثرات نشست تفاضلی در سازه‌های بتن‌آرمه به کار رود.

کلیدواژه‌ها

نشست تفاضلی پی
قاب‌های بتن‌آرمه
مهاربندی فولادی
پاسخ لرزه‌ای
رفتار دینامیکی
موضوعات

عنوان مقاله English

Dynamic Response of Steel-Braced RC Frames under Differential Foundation Settlement

نویسندگان English

Ali Farhangpour Khiyabani 1
Mahdi Sadeghzadeh Tabrizi 2
1 M.Sc. in Urban Management, Tabriz Metropolitan Municipality, Tabriz, Iran
2 M.Sc. in Mechatronics Engineering, University of Applied Science and Technology of East Azerbaijan Province, Khaneh Kargar Center, Tabriz, Iran
چکیده English

Differential settlement of foundations is one of the key factors affecting the dynamic behavior of reinforced concrete structures, which can cause significant changes in seismic response and force distribution within frames. In this study, the effect of asymmetric foundation settlement on the dynamic response of reinforced concrete frames retrofitted with steel bracing is investigated. For this purpose, a multi-story reinforced concrete frame was modeled using numerical simulation software, and its behavior under various seismic excitations with different magnitudes of differential settlement was analyzed. The main novelty of this research lies in the simultaneous assessment of the effects of non-uniform settlement and the influence of steel braces on improving the seismic performance of frames. In this study, dynamic response metrics including inter-story drift, base shear, and the distribution of bracing forces were evaluated. The results indicate that steel braces can significantly reduce inter-story drifts and enhance the overall stability of frames against non-uniform settlements. Moreover, the effect of differential settlement on retrofitted frames is less pronounced compared to unbraced frames, and the force distribution within the frames becomes more uniform. The findings of this study can assist structural engineers in the optimal design of seismic retrofitting systems for reinforced concrete frames and in predicting structural behavior under non-uniform foundation settlement. The results also emphasize the importance of considering foundation settlement analysis in the seismic design and retrofitting of frames, and the proposed approach can serve as a comprehensive framework for evaluating the effects of differential settlement in reinforced concrete structures.

کلیدواژه‌ها English

  • Asymmetric Foundation Settlement
  • Reinforced Concrete Frame
  • Steel Bracing
  • Seismic Behavior
  • Numerical Simulation

AHMADI, M., & GHASEMI, H. (2021). Analysis of asymmetric foundation settlement effects on
seismic response of reinforced concrete frames using numerical modeling. Journal of Civil
Engineering and Earthquake Research, 15(2), 45–60. Persian.
BAHRAMI, P., & REZAEI, A. (2022). Assessment of reinforced concrete frames strengthened with
steel bracing under seismic excitations. Quarterly Journal of Structural and Earthquake Engineering,
23(4), 89–102. Persian.
BAO, C., MA, X., LIM, K. S., CHEN, G., XU, F., & TAN, F. (2021). Seismic fragility analysis of steel
moment resisting frame structure with differential settlement. Soil Dynamics and Earthquake
Engineering, 141, 106526.
Civil and Project Journal, 2026, 8(3), 27-45
https://doi.org/10.22034/cpj.2026.574610.1430
45
DJARIR, Y., & ABDELKRIM, K. (2023). Seismic response of reinforced concrete frames on flexible
foundations subjected to both horizontal and vertical ground motions. Malaysian Journal of Civil
Engineering.
FARAHANI, M., & HASHEMI, R. (2022). Analysis of asymmetric foundation settlement and its effect
on soil–structure interaction. International Journal of Civil Engineering, 8(1), 11–28. Persian.
GAMAL, Y. A. (2022). Using bracing systems to improve the seismic performance of moment resisting
frames. Journal of Engineering Sciences, 50(4), 205–226.
HOSSEINI, S. M., & GHODRATI, B. (2020). Analytical investigation of non-uniform foundation
settlement effect on multistory RC frame response. Proceedings of the National Conference on
Structures and Earthquake, 214–225. Persian.
JAVADI, P., & MOHAMMADI, A. (2017). Composite connection of braced steel frames for RC frame
retrofitting. Proceedings of the 8th National Conference on Structures and Steel, 77–86. Persian.
KHADEMI, S., & ZARRABIAN, A. (2023). Role of diagonal braces in enhancing seismic performance
of strengthened RC frames. Science and Research in Civil Engineering, 19(1), 33–48. Persian.
LIU, X., ZHANG, Y., & WANG, H. (2024). Study on seismic behavior of different forms of
eccentrically braced steel frames. Buildings, 14(7), 2064.
MA, X., & BAO, C. (2023). Seismic response analysis of frame structures with uneven settlement of
foundation considering soil structure interaction. Results in Engineering, 101574.
MOUSAVI, H., & EBRAHIMI, M. (2021). Effect of foundation settlement on seismic stability of RC
structures: Experimental and numerical modeling. Journal of Civil Engineering Research, 12(3),
33–52. Persian.
SMITH, J., DOE, A., & ZHANG, Y. (2020). Integrated soil–structure analysis for seismic performance
of braced RC frames. Journal of Structural Engineering.
XU, F., CHEN, G., & TAN, F. (2021). Science of differential settlement effects on structural seismic
response. Earthquake Engineering Journal.
YAHIAOUI, D. (2023). Seismic response of reinforced concrete frames on flexible foundations
subjected to ground accelerations. Malaysian Journal of Civil Engineering
  • تاریخ دریافت 19 دی 1404
  • تاریخ بازنگری 15 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش 21 بهمن 1404
  • تاریخ اولین انتشار 21 بهمن 1404
  • تاریخ انتشار 01 خرداد 1405

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما