Multi Mushroom Skeleton to Create Rocking Motion in Low-Rise Large Plan Concrete Buildings

Abstract

Several studies conducted in recent years have shown that the rocking system may be utilized for seismic risk mitigation of buildings in earthquake-prone regions. Currently, it is believed that low-rise buildings adopt the sliding motion over the rocking one due to their small aspect ratio as compared to the high-rise ones. Since lowering seismic response in the rocking system is more efficient than the sliding one, introducing a rocking motion to low-rise buildings is desired. Previously, a type of structural system known as “mushroom buildings” was proposed to do this by removing the border columns at the base level of the building, which would enable the structure to rock on its central bays. In this research, a new system, defined as multi mushroom, is proposed for wide, low-rise buildings by in-plane division of the structure into equal parts. The performance assessment of the proposed system is achieved by comparing a set of multi-mushroom structures with other conventional buildings. The seismic response of these buildings is evaluated using numerical analysis of two groups of scaled earthquakes records. The findings have indicated that the addressed approach mainly shows an immediate occupancy level, while the traditional model has collapsed under some loading cases. however, the base shear and absolute acceleration were both increased when a multi-mushroom structure was used.

ÖZ: Son yıllarda yapılan birçok çalışma, depreme eğilimli bölgelerdeki binaların sismik risklerinin azaltılmasında sallanan sistemin kullanılabileceğini göstermiştir. Halihazırda, az katlı binaların, yüksek binalara göre daha küçük en-boy oranı nedeniyle sallanan yerine kayma hareketini benimsediği düşünülmektedir. Sallanan sistemde sismik tepkiyi azaltmak kayar sisteme göre daha verimli olduğu için az katlı binalara sallanma hareketinin getirilmesi arzu edilir. Daha önce, yapının taban seviyesindeki bordür sütunlarını kaldırarak bunu yapmak için “mantar binalar” olarak bilinen bir tür taşıyıcı sistem önerildi, bu da yapının merkezi bölmelerinde sallanmasını sağlayacaktı. Bu araştırmada, geniş, az katlı yapılar için yapının eşit parçalara bölünmesiyle çoklu mantar olarak tanımlanan yeni bir sistem önerilmiştir. Önerilen sistemin performans değerlendirmesi, bir dizi çok mantarlı yapıyı diğer geleneksel binalarla karşılaştırarak elde edilir. Bu binaların sismik davranışı, iki grup ölçekli deprem kaydının sayısal analizi kullanılarak değerlendirilir. Bulgular, ele alınan yaklaşımın temel olarak anlık bir doluluk seviyesi gösterdiğini, geleneksel modelin ise bazı yükleme durumlarında çöktüğünü göstermiştir. bununla birlikte, çok mantarlı bir yapı kullanıldığında taban kesme ve mutlak ivmenin her ikisi de arttı.