Performance Based Seismic Design [प्रदर्शन-आधारित भूकंपीय डिज़ाइन]

 Course Name: Performance Based Seismic Design 

[प्रदर्शन-आधारित भूकंपीय डिज़ाइन]

Course Code: MZSCEA-PBSD-09

Content Creator: Dr. Mohd. Zameeruddin

Overview

The occurrence of recent earthquakes in countries across the world raises the need for a fundamental change in the present seismic design procedure appearing in Indian Seismic Codes. Present seismic design codes are force-based, that is, forces and displacements within elastic limits are calculated, and their combination is used to design the structural and non-structural components. Serviceability checks are applied using displacement limits and ductile detailing. Inelastic responses are calculated by applying the response reduction factor, which relates to force or displacement amplification; however, such an indirect approach causes misjudgment in the actual building response [Zameeruddin and Sangle, 2016].  

दुनिया भर के देशों में हाल के भूकंपों की घटनाओं ने भारतीय भूकंपीय कोड में वर्तमान भूकंपीय डिज़ाइन प्रक्रिया में मौलिक परिवर्तन की आवश्यकता को बढ़ा दिया है। वर्तमान भूकंपीय डिज़ाइन कोड बल-आधारित हैं, अर्थात्, बलों और लचीले सीमाओं के भीतर विस्थापनों की गणना की जाती है, और उनके संयोजन का उपयोग संरचनात्मक और गैर-संरचनात्मक घटकों के डिज़ाइन के लिए किया जाता है। सेवा योग्यता की जांच विस्थापन सीमाओं और लचीले विवरण का उपयोग करके की जाती है। अव्यवस्थित प्रतिक्रियाओं की गणना प्रतिक्रिया कमी कारक को लागू करके की जाती है, जो बल या विस्थापन वृद्धि से संबंधित है; हालाँकि, इस तरह का अप्रत्यक्ष दृष्टिकोण वास्तविक भवन प्रतिक्रिया में गलतफहमी का कारण बनता है [जमीरुद्दीन और सांगले, 2016]।

With an aim to communicate the safety-related decisions, the design practice focuses on the predictive method of assessing potential seismic performance, known as performance-based seismic design (PBSD). 

सुरक्षा से संबंधित निर्णयों को संप्रेषित करने के उद्देश्य से, डिज़ाइन प्रथा संभावित भूकंपीय प्रदर्शन का आकलन करने की भविष्यवाणी विधि पर ध्यान केंद्रित करती है, जिसे प्रदर्शन-आधारित भूकंपीय डिज़ाइन (PBSD) के रूप में जाना जाता है।

PBSD is a generalized design philosophy in which design criteria are expressed in terms of achieving stated performance objectives when the structure is subjected to the stated levels of seismic hazard [Ahemad Ghobarah,2001]. PBSD permits the design and construction of buildings with a realistic and reliable understanding of the risk to life, occupancy, and economic loss that may occur because of future seismic events [Ronald Hamburger, 2006]. PBSD is an iterative process, which begins with the selection of performance objectives (that are defined by the owners, designers, and building officials), followed by the development of a preliminary design (considering stated set of performance objectives), an assessment of whether the design meets the performance objectives, and finally redesign and reassessment, if required, until the desired performance level is achieved [ATC 58, 2013]. Fig. 2 displays the flowchart representing key steps in the PBSD procedure.

PBSD एक सामान्यीकृत डिज़ाइन दर्शन है जिसमें डिज़ाइन मानदंडों को उन प्रदर्शन लक्ष्यों को प्राप्त करने के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है जब संरचना को निर्दिष्ट स्तरों के भूकंपीय खतरे के अधीन किया जाता है [अहमद घोबराह, 2001]। PBSD भवनों के डिज़ाइन और निर्माण की अनुमति देता है जिसमें जीवन, निवास और आर्थिक हानि के जोखिम को यथार्थवादी और विश्वसनीय तरीके से समझा जाता है जो भविष्य के भूकंपीय घटनाओं के कारण हो सकता है [रोनाल्ड हैमबर्गर, 2006]। PBSD एक पुनरावृत्त प्रक्रिया है, जो प्रदर्शन लक्ष्यों के चयन से शुरू होती है (जो मालिकों, डिज़ाइनरों और भवन अधिकारियों द्वारा परिभाषित होते हैं), इसके बाद एक प्रारंभिक डिज़ाइन का विकास (निर्दिष्ट प्रदर्शन लक्ष्यों के सेट पर विचार करते हुए), यह आकलन करना कि क्या डिज़ाइन प्रदर्शन लक्ष्यों को पूरा करता है, और अंततः पुन: डिज़ाइन और पुनर्मूल्यांकन, यदि आवश्यक हो, तब तक जब तक वांछित प्रदर्शन स्तर प्राप्त नहीं हो जाता [ATC 58, 2013]। चित्र 1 PBSD प्रक्रिया में प्रमुख चरणों का प्रतिनिधित्व करने वाले फ्लोचार्ट को प्रदर्शित करता है।

References:

[1] Mohd. Zameeruddin and Keshav K. Sangle (2016). Review on recent developments in the performance-based seismic design of reinforced concrete structures. Structures 6, 119-133. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2016.03.001

[2] Mohd. Zameeruddin and Keshav K. Sangle (2016). Seismic damage assessment of reinforced concrete structure using non-linear static analyses. KSCE Journal of civil engineering, 21(4), 1319 – 1330.https://doi.org/10.1007/s12205-016-0541-2

[3] Mohd. Zameeruddin and Keshav K. Sangle (2017). Seismic performance evaluation of reinforced concrete frames subjected to seismic loads. Journal of the institution of engineers (India)-series A, 98 (1-2): 177-183. https://doi.org/10.1007/s40030-017-0196-0

[4] Mohd. Zameeruddin and Keshav K. Sangle (2017). Energy-based damage assessment of RCMRFs using pushover. Asian journal of civil engineering (BHRC),18(7):1077-1093. https://www.magiran.com/paper/1726573/?lang=en

[5] Mohd. Zameeruddin and Keshav K Sangle (2021). Performance-based seismic assessment of Reinforced concrete moment resisting frames. Journal of King Saud – Engineering Sciences, 33 (3), 153-165. https://doi.org/10.1016/j.jksues.2020.04.005

[6] Mohd. Zameeruddin and Keshav K Sangle (2021). Damage assessment of reinforced concrete moment resisting frames using performance-based seismic evaluation procedure. Journal of King Saud –Engineering Sciences, 33(4), 227-239. https://doi.org/10.1016/j.jksues.2020.04.010

Reference Book:

Mohd Zameeruddin and Keshav K Sangle (2023). Performance-based Seismic Assessment of Reinforced Concrete Structures. Apex Publication, Jaipur, India. ISBN: 9789392193316