ارزیابی محاسباتی کارآیی شکنندگی با استفاده از حالت حدی الاستیک معادل و بیزین به روز شده

چکیده

به طور معمول، پاسخ لرزه ای اولیه ساختار ها مانند ساختمان ها و سیستم های ثانویه مانند لوله ها از طریق تجزیه و تحلیل جداگانه ارزیابی می شود. بسیاری از مطالعات نشان داده اند که این دو سیستم از طریق روشهای مختلف (تعامل جرمی، خنثی کردن غیر کلاسیک، فازبندی و غیره) با هم در ارتباط هستند. تجزیه و تحلیل سیستم متصل نه تنها منطقی است، بلکه محافظه کاری بیش از حدی را که در آن وجود دارد حذف می کند. در نتیجه ارزیابی های ضعف براساس تجزیه و تحلیل جدا نیز نادرست است و آنالیز های متصل به هم باید در چنین ارزیابی هایی انجام شود. با این حال، آنالیزهای غیر خطی چنین سیستم های پیچیده ایی به ویژه در زمینه ارزیابی شکنندگی، که نیازمند تعداد زیادی آنالیز غیر خطی است غلط محاسبه می شود. Gupta و (۲۰۱۷) Tadinada معادل مفهوم الاستیک محدود را درجهت کاهش تلاش محاسباتی مورد نیاز در این ارزیابی ها ارائه دادند و در عین حال ضعف لرزه ای با دقت کافی را ارزیابی کردند. این مقاله برخی از محدودیت ها تجربه شده در استفاده از معادله حالت محدودیت مطرح شده را مطرح می کند و افزایش ارزش را نشان می دهد. نقش جدید این مطالعه بر محاسبه اثر غیر مشخص خصوصیات غیرخطی و تأثیر خنثی سازی غیر کلاسیک مترکز است. بر خلاف فرمول پیشنهادی اصلی ، فرمول پیشنهادی همچنین تنوع نامتقارن معادل حالت محدود را با نسبت نرخ تنظیم درنظر می گیرد. علاوه بر این، روش بیزین در روش¬های پیشنهادی برای افزایش دقت شکنندگی لرزه ای در سیستم های اولیه و ثانویه تنظیم شده یا تقریبا تنظیم شده ترکیب شده است. مثال های عددی برای نشان دادن اینکه شکل اصلاح شده دقت را در هر دو سیستم های تنظیم شده و تنظیم نشده بهبود می دهد، استفاده شده است. به طور خلاصه، روش پیشنهادی یک چارچوب کارآمد برای ارزیابی ضعف لرزه ای و ارزیابی ریسک برای سیستم های متصل شده را فراهم می کند.

Abstract

Conventionally, the seismic response of primary structures such as buildings and secondary systems such as piping is evaluated through uncoupled analyses. Many studies have illustrated that the two systems interact in many different ways (mass interaction, non-classical damping, phasing, etc.). An analysis of the coupled system is not only rational but also eliminates the excessive conservatism that exists in an uncoupled analysis. Consequently, fragility assessments based on uncoupled analysis are also incorrect and a coupled analysis must be conducted in such evaluations. However, nonlinear analyses of such complex systems particularly in the context of fragility assessment, which requires a large number of nonlinear analyses, becomes computationally prohibitive. Tadinada and Gupta (2017) presented an equivalent elastic limit state concept with an intent to reduce the computational effort needed in these assessments and yet evaluate the seismic fragility with sufficient accuracy. This paper outlines some of the limitations that have been experienced in the use of originally proposed equivalent limit-state formulation and presents valuable enhancements. The novel contribution of this study is focused on accounting for the effect of uncertainty in nonlinear characteristics and the effect of non-classical damping. Unlike the originally proposed formulation, the proposed formulation also considers the asymmetric variation of the equivalent limit state with respect to tuning ratio. Furthermore, a Bayesian approach is incorporated into the proposed methodology for increasing the accuracy of seismic fragilities in the case of tuned or nearly tuned primary-secondary systems. Numerical examples are used to illustrate that the modified form improves the accuracy for both the tuned and the detuned systems. In summary, the proposed approach provides an efficient framework of seismic fragility assessment and risk evaluation for coupled systems.