Seismic performance evaluation of mid-rise steel special moment frames with various span lengths

Abstract

Süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çelik çerçeveler, binalarda yaygın olarak kullanılan, depreme dayanıklı taşıyıcı sistem türüdür. Bunlar, kuvvetleri çerçeve boyunca yeniden dağıtarak sismik yüklere direnecek şekilde tasarlanmıştır. Süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çelik çerçeveler, deprem sırasında enerjiyi absorbe etmelerine izin verecek ve bir dereceye kadar esnekliğe sahip olacak şekilde tasarlanmış kiriş ve kolonlardan oluşur. 1994 Northridge depremi sonrası, süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çelik çerçeveler, sismik davranışlarına ışık tutan farklı çalışmalardan ve incelemelerden geçmiştir. Bu nedenle, bu çalışma, çeşitli açıklık uzunluklarının moment çerçevesinin sismik taleplerine katkısını araştırmaktadır. Ayrıca, güçlü yer hareketleri altında süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çelik çerçevelerdeki büyütülmüş sismik yükleri de araştırmaktadır. Bu nedenle çalışmada, farklı açıklık uzunluklarına sahip dört çerçeve kullanılarak, açıklık uzunluğu farklılıklarının orta katlı süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çelik çerçevelerdeki sismik performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çerçevelere PEER yer hareketi veritabanından alınan 44 yer hareketinin ölçeklendirilmiş deprem verileri uygulanmıştır. Böylece, doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz ile plastik mafsal dönmeleri, ötelenmeler arası oranı, tepe ivmesi ve katların enerji talepleri gibi çeşitli kritik faktörler değerlendirilmiştir.Steel special moment frames are a type of seismic-resistant structural system commonly used in buildings. They are designed to resist seismic loads by redistributing the forces through the frame. Special moment frames consist of beams and columns that are designed to have some degree of flexibility, which allows them to absorb energy during an earthquake. Post-Northridge 1994 earthquake (SMF) gone through disparate studies and investigations which shed light on the seismic behavior for this Steel special moment Frames. Therefore, this study investigates the contribution of the various span lengths to the moment frame's seismic demands. Moreover, it also explores the amplified seismic loads in steel special moment frames (SMF) under strong ground motions. Thus, the study examines the effect of span length differences on the seismic performance of mid-rise special steel moment frames, using four frames with different span lengths. A scaled 44 ground motions recorded earthquake data from the PEER ground motion database were applied to the frames. Hence, through non-linear dynamic time history analysis by evaluating several critical factors, including plastic hinge rotations, inter-drift history ratio, peak acceleration and energy demands of the floors.