Investigation sur le facteur de réduction d’amortissement pour les spectres de réponse verticale

Abstract

في التصميم الزلزالي للهياكل، تعد عوامل تقليل التخميد ضرورية، نظرا لأهميتها الكبيرة بالنسبة للمقاومة الجانبية الهياكل المعرضة للزلازل، فقد تم التحقيق في عوامل تقليل التخميد على نطاق واسع ومع ذلك، كانت هناك زلازل مدمرة في جميع أنحاء العالم . وفي الأونة الأخيرة، سلطت الزلازل التي ضربت منطقة كهرمان مرعش في تركيا الضوء على أهمية الحركة العمودية للزلازل وكيفية تأثيرها على البنية التحتية والمباني في ضوء أهمية هذه المعلومة، فإن الغرض من هذا البحث هو صياغة معادلات جديدة لعامل تقليل التخميد للحركة العمودية لطيف التسارع، وطيف السرعة، وطيف الإنسحاب. وباستخدام التحليل الديناميكي الخطي، تم حساب أطياف الاستجابة المرنة العمودية لـ 775 تسجيلا حقيقيا للحركة الزلزالية الأرضية تم أخذ هذه التسجيلات من قاعدة بيانات الحركة القوية لأبحاث هندسة الزلازل في المحيط الهادئ بالنسبة لنسب التخميد 1% ، و 3%، و 10%، و 15% و 20%، و 30%، و 40%، تم حساب عوامل تقليل التحميد الطيفي العمودي بالقسمة على أطياف الاستجابة العمودية بنسبة تخميد 5% تم إجراء التحقيقات حول كيفية تأثر عوامل تقليل التخميد بحجم الزلزال والمسافة ونوع التربة.

وفقا للنتائج، لم يكن للحجم والمسافة ونوع التربة أي تأثير خاص على عوامل تقليل التخميد وبناء على التقييمات، تم إجراء تحليلات إحصائية واسعة النطاق، وتم استخدام نهج الانحدار غير الخطي لتطوير معادلات تنبؤية جديدة بعد ذلك، تمت مقارنة المعادلات المشتقة مع تلك الموجودة في المجلات العلمية وقواعد التصميم الزلزالي أثبتت المقارنة مع النماذج الأخرى التوافق الكبير بين نماذج عوامل تقليل التخميد لطيف التسارع، وطيف السرعة، وظيف الإنسحاب المقترحة مع عوامل تقليل التخميد الحقيقية بالإضافة إلى متانتها الملحوظة علاوة على ذلك، كشفت مقارنة توصيات قواعد التصميم الزلزالي مع النموذج المقترح أن لديهم اتفاقا من أجل دور أقل أو يساوي 0.5 ثانية ومن ناحية أخرى، تقلل هذه القواعد الزلزالية من تقديرات عوامل تقليل التخميد للأنظمة أو المباني ذات دور أكبر من 1.0 ثانية ويتطلب ذلك إعادة تقييم تعبيرات عوامل تقليل التخميد المعتمدة من طرف قواعد التصميم الزلزالي من أجل أخذ المعلومات المهمة التي تؤثر على عوامل تقليل التخميد بعين الاعتبار.

Dans la conception parasismique des structures, les facteurs de réduction d’amortissement (DRF) sont essentiels. En raison de leur importance majeure pour la résistance latérale des structures soumises aux tremblements de terre, les DRF ont été largement étudiés. Cependant, des tremblements de terre destructeurs ont eu lieu partout dans le monde. Plus récemment, les tremblements de terre dans la région turque de Kahramanmaraş ont mis en évidence l'importance des composantes verticales des séismes et la manière dont elles affectent les infrastructures et les bâtiments. À la lumière de l'importance de ce paramètre, le but de cette étude est de formuler de nouvelles équations de prédiction de facteur de réduction d'amortissement (DRF) pour la composante verticale à partir du spectre d'accélération (DRFa), de vitesse (DRFv) et de déplacement (DRFd) des séismes. À l'aide d'une analyse dynamique linéaire, les spectres de réponse élastique verticale de 775 enregistrements réels de mouvements du sol ont été calculés. Ces enregistrements ont été extraits de la base de données sur les mouvements forts de Pacific Earthquake Engineering Research (PEER). Pour des taux d'amortissement de 1 %, 3 %, 10 %, 15 %, 20 %, 30 % et 40 %, les facteurs de réduction de l'amortissement vertical (DRFa, DRFv et DRFd) ont été calculés à l'aide du spectre de réponse vertical amorti à 5 % comme cible. Des investigations ont été menées sur la manière dont les DRF étaient affectés par les paramètres sismiques tels que : la magnitude, la distance et le type de sol. Selon les résultats, ces paramètres n'ont pas eu d'effetparticulier sur l'évolution des DRF. Sur la base des évaluations, des analyses statistiques approfondies ont été menées et l'approche de régression non linéaire a été utilisée pour développer de nouvelles équations de prédiction. Après cela, les équations dérivées ont ensuite été comparées à celles de la littérature et des codes de conception parasismique. La comparaison avec d’autres équations a prouvé la grande compatibilité des formules DRFa, DRFd et DRFv proposées avec les DRF réels ainsi que leur robustesse remarquable. De plus, la comparaison des recommandations du code avec l’équation proposée a révélé qu'elles présentent un accord pour le DRFa pour T ≤ 0.5 sec. En revanche, ces codes parasismiques sous-estiment les DRF pour les systèmes avec des périodes supérieures à 1.0 s. Cela nécessite une réévaluation des expressions DRF adoptées par ces codes afin de prendre en considération les paramètres importants qui influencent les DRF.

In the seismic design of structures, damping reduction factors (DRFs) are essential. Due to its major significance for the lateral resistance of structuressubjected to earthquakes, DRFs have been extensively investigated.However, there have been destructive earthquakes all throughoutthe world. Most recently, the earthquakes in Turkey's Kahramanmaraşregion highlighted the significance of earthquakes' vertical components and how they affect infrastructure and buildings.In light of this parameter's significance, the purpose of this investigation isto formulate novel damping reduction factor (DRF) equations for the vertical component of earthquakes' acceleration (DRFa), velocity (DRFv), and displacement spectrum (DRFd).Using linear dynamic analysis, the vertical elastic response spectra of 775 real ground motion recordings were calculated. These records were taken from the Pacific Earthquake Engineering Research (PEER) strong motion database.For 1%, 3%, 10%, 15%, 20%, 30%, and 40% damping ratios, the vertical spectral damping reduction factors (DRFa, DRFv, and DRFd) were calculated using the 5%-damped vertical response spectra as the target. Investigations were done into how the DRFs were affected by seismic parameters such as: magnitude, distance and soil type. According to the results, these parameters had no particular effect on the trend in the DRFs.Based on the assessments,extensive statistical analyses were conducted, and the nonlinear regression approach was used to develop new prediction equations.After that, the derived equations were then compared with those in the literature and seismic design codes.The comparison with other equations has proved the great compatibility of the proposed DRFa, DRFd, and DRFv equations with real DRFs as well as their notable robustness.Moreover, the comparison ofthe code recommendations with the proposed equation revealed that they have an agreement for DRFa for T ≤ 0.5 sec. On the other hand, these seismic codes underestimate the DRFs for systems with periods greater than 1.0 s. This requires a re-evaluation of the DRF expressions adopted by these codes in order to take into consideration the important parameters that influence the DRFs.