This study assessment of the collapse capacity and mechanism of special steel moment
frames (SSMFs) with considering earthquake shock sequences for structures height
from 4 to 20 stories. The collapse capacity is expressed in terms of the Sa(T1) value at
which the system reaches the collapse state. Collapse identification relies on the
capability of the model to accurately simulate damage of members and the resulting
behavior deterioration. The softening in the lateral response expressed in terms of
maximum interstory drift (MID) when it is expressed against the Sa(T1) values is thus
used to identify collapse occurrence. The mainshock-aftershock (MS-AS) effect and
the uncertainties associated with it are simulated by utilizing a set of 32 natural record
pairs. The level of damage induced by MS is represented by two parameters including
MID and peak residual story drift (PRSD). Using these parameters, the MS is applied
so as to various pre-selected damage levels are imposed. For each MS damage level,
an incremental dynamic analysis (IDA) is performed using the AS record that follows
MS and a free vibration phase. The AS intensity causing the collapse state is finally
identified and respected for evaluating the effect of MS damage level. The correlation
between the median collapse Sa’s, called aftershock median collapse capacity, and the
MS damage indicated by MID and PRSD parameters is quantified. The collapse
mechanism under the AS is also investigated by studying the distribution of maximum
ductility demand (MDD) and contribution of members in the total hysteretic energy
absorption, called energy absorption contribution (EAC). This investigation revealed
that the EAC parameter provides better metrics for studying the collapse mechanism
which is remarkably affected by the MS-AS sequence. Accordingly, the role of
elements experiencing damage under the MS becomes less prominent in absorbing the
AS energy and is substituted by contribution of elements with less deterioration under
the MS. The members’ EAC is also shown to be affected by the percentage of the
energy imposed by each individual shock as a fraction of the total energy imposed by
the MS-AS sequence.
ÖZ:
Bu çalışma, 4 ile 20 kat arası yüksekliğe sahip özel çelik moment çerçeveli (ÖÇMÇ'li)
yapılar için ardarda oluşan deprem dizileri dikkate alınarak göçme kapasitesinin ve
mekanizmasının değerlendirilmesini içermektedir. Göçme kapasitesi, sistemin göçme
durumuna ulaştığı Sa(T1) değeri cinsinden ifade edilir. Göçme tanımlaması,
oluşturulan modelin her bir elemanının hasar düzeyleri ve bunun sonucunda yapının
davranışında oluşan çiddi değişimi doğru bir şekilde simüle etme yeteneğine dayanır.
Sa(T1) değerlerine karşı gelen maksimum katlar arası ötelenme (MKÖ) cinsinden
ifade edilen yanal tepkideki yumuşama ve aşırı öteleme çökme oluşumunu tanımlamak
için kullanılır. Ana şok-artçı şok (AŞ-ARŞ) etkisi ve bununla ilişkili belirsizlikler, 32
doğal kayıt çifti kullanılarak simüle edilmiştir. MS tarafından indüklenen hasar
seviyesi, MKÖ ve tepe kalıcı kat ötelenmesi (TKKÖ) dahil olmak üzere iki parametre
ile temsil edilir. Bu parametreleri kullanarak, önceden seçilmiş çeşitli hasar
seviyelerine ulaşacak şekilde AŞ uygulanır. Her AŞ hasar seviyesi için, AŞ'yi takip
eden ARŞ kaydı ve bir serbest titreşim fazı kullanılarak artımsal dinamik analiz (ADA)
gerçekleştirilir. Çökme durumuna neden olan ARŞ büyüklüğü nihayet tanımlanır ve
AŞ hasar seviyesinin etkisini değerlendirmek için dikkate alınır. Artçı şok medyan
çökme kapasitesi olarak adlandırılan medyan göçme Sa (T)'ları ile MKÖ ve TKKÖ
parametreleri tarafından belirtilen AŞ hasarı arasındaki korelasyon nicelleştirilir. ARŞ
kapsamındaki göçme mekanizması, maksimum süneklik talebinin (MST) dağılımı ve
yapı elemanlarının toplam histeretik enerji absorpsiyonuna, enerji absorpsiyon katkısı
(EAK) olarak adlandırılan katkısı incelenerek araştırılır. Bu araştırma, EAK
parametresinin, AŞ-ARŞ dizisinden önemli ölçüde etkilenen çökme mekanizmasını
incelemek için daha iyi ölçümler sağladığını ortaya koydu. Buna göre, AŞ altında hasar
gören elemanların rolü, ARŞ enerjisini emmede daha az belirgin hale gelir ve AŞ
altında daha az hasar gören elemanların katkısı ile değiştirilir. Yapı elemanlarının
EAK'sinin, AŞ-ARŞ dizisi tarafından uygulanan toplam enerjinin bir bölümü olarak
her bir deprem tarafından uygulanan enerjinin yüzdesinden de etkilendiği
gösterilmiştir.
