20. 1.7 Барилга, байгууламжийн бүтээцийн зураг төслийн хүрээнд зөвлөх инженер зэрэг горилох бичгийн шалгалт
ОГНОО: 2023-03-27 19 / 205 ӨӨРЧЛӨЛТ: 14
9.6 PERFORMANCE-BASED DESIGN
The purpose of PBD is to give a realistic assessment of how a structure will perform when
subjected to either particular or generalized earthquake ground motion. While the code
design provides a pseudo-capacity to resist a prescribed lateral force, this force level is
substantially less than that to which a building may be subjected during a postulated major
earthquake. It is assumed that the structure will be able to withstand the major earthquake
ground motion by components yielding into the inelastic range, absorbing energy, and
acting in a ductile manner as well as by a multitude of other actions and effects not
explicitly considered in code applications. Although the code requires special ductile
detailing, it does not provide a means to determine how the structure will actually perform
under severe earthquake conditions. This is the role of PBD.
PBD in a manner of speaking is not new. Historically, its use can be traced back to
the 1960s, when the now nonexisting New York World Trade Center Towers, Chicago’s
John Hancock Building, and Sears Towers (now Willi’s Tower) were designed using PBD
principals to wind engineering.
When these buildings were designed, wind engineering was in its early childhood.
The definition of appropriate demand levels and corresponding acceptance criteria were
nonexistent. At the time, they were developed from scratch by leading industry experts.
Definitions of recurrence intervals of wind events for strength and serviceability limits and
commensurate acceptance criteria for thresholds of occupant comfort were developed for
the first time. These have been refined over the years and are now well established and
accepted generally by practicing professionals. The basic framework for performance-
based seismic design (PBSD) may thus be traced back to the 1960s. However, introduction
of PBD to seismic community is relatively new. It was introduced in FEMA 273/274,
published in October 1997, which was then reissued in November 2000 as FEMA 356—
Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings. ASCE 41-06—
Seismic Rehabilitation of Existing Buildings has since superseded both versions of the
FEMA standard.
The reasons for the emergence of PBDs (also noted in some publications as PBSD)
are many fold. Based on experience gained from about 20 tall buildings built in San
Francisco thus far, it seems owners like them because they cost less; architects go for it
because they offer more design freedom; contractors love them because they are easier to
build. And engineers being thrifty like them because they can result in higher quality
structures with the least amount of materials and labor to accomplish the required task in
a safe and efficient manner.
Хариулт: Reinforced Concrete Design of Tall Buildings, Bungale S. Taranath, 2010
9.6 АЖИЛЛАГААНД СУУРИЛСАН ТӨСӨЛЛӨЛТ
Саяхныг хүртэл инженерүүд ажиллагаанд суурилсан төсөллөлт (АСТ) нь
зориг зүрх муутай инженерүүдэд зориулагдаагүй гэж боддог байсан. Одоо энэ бодол
нь ялангуяа Баруун эрэгт газар хөдлөлийн төсөллөлт хийж буй инженерүүдийн
хувьд өөрчлөгдсөн. Энэ бол сонирхолтой таамаглал биш харин ажиллаж буй
инженерийн хувьд ажилласан хэвээр үлдэхийн тулд эрт орой хэзээ нэгэн цагт сурч
болох цор ганц сонголт юм. Нэгэнтээ газар хөдлөлийн судалгааны нэг зүйл гэж
үзэгддэг байсан бөгөөд барилга угсралт болон зураг төслийн ажилд хамааралгүй
байсан бол одоо дээд зэрэглэлийн төсөллөлтийн техник болов.
Яг цэвэр утгаараа бол энэхүү аргачлал нь (1) газар хөдлөлийн өгөгдөл, (2)
материалын шинж чанар, (3) хэмжээнүүд, (4) босоо ачаа, (5) эвдрэлтэй холбоотой
21. 1.7 Барилга, байгууламжийн бүтээцийн зураг төслийн хүрээнд зөвлөх инженер зэрэг горилох бичгийн шалгалт
ОГНОО: 2023-03-27 20 / 205 ӨӨРЧЛӨЛТ: 14
санхүүгийн үр дагавар, (6) газар хөдлөлийн дараа нурах эсхүл ашиглалтын алдагдал
зэргийн өөрчлөлтүүдтэй холбоотой олон тооны магадлалыг авч үздэг.
9.6 PERFORMANCE-BASED DESIGN
Until recently, engineers thought that performance-based design (PBD) was not for
engineers with faint hearts. Now that has changed particularly for those practicing seismic
design on the West Coast. It is a new game in town that can be learnt sooner or later, if
not for its intriguing suppositions but for sheer survival as a practicing engineer. What
was once considered as the domain of the seismic research community, and irrelevant in
the practice of design and construction, is now popular as a high-end design tool.
In its purest form, it involves a large number of probabilistic considerations,
relating among other things to variability of (1) seismic input, (2) material properties, (3)
dimensions, (4) gravity loads, (5) financial consequence associated with damage, and (6)
collapse or loss of usage following a seismic attack.
9.6.1 ТӨСӨЛЛӨЛТИЙН САНАА
FEMA-273/274 гэж анхны хэвлэлтээсээ л ажиллагаанд суурилсан газар хөдлөлийн
төсөллөлтийн аргачлал нь ихээхэн хүлээн зөвшөөрөгдсөн. Аргачлалыг газар
хөдлөлийн үнэлгээ хийх, шинэчлэх зорилгоор улс хэмжээнд тогтмол ашигладаг
бөгөөд сүүлийн үед хэд хэдэн шинэ, өндөр барилгуудын газар хөдлөлийн
төсөллөлтөд үндэс болгон ашиглаж байна. Нью-Йорк болон Вашингтон болсон 9
дүгээр сарын 11-ний халдлагын дараа холбооны засгийн газар дээрх удирдамжийг
авч өргөжин нуралт тэсвэрлэх төсөллөлтөд ашигласан. Газар хөдлөлийн
инженерчлэлийн судалгааны үндэсний гурван төвд хийгдсэн томоохон судалгаанууд
болон барилгын газар хөдлөлийн төлөв байдлыг загварчлах барилга бүтээцийн
инженерчлэлийн программ хангамжийн чадавхын сайжруулалт зэрэг нь энэхүү
аргачлалд шинэ түлхэц өгсөн юм. Өдгөө 2009 онд ATC-58 төсөл нь шинээр барих
болон баригдсан барилгуудын аль алинд нь хэрэглэж болох дараагийн үеийн
шалгуурыг боловсруулж байгаа бөгөөд одоогийн аргачлалыг ихээхэн өөрчлөх
болно.
АСТ-н санаа нь бий болоод багагүй хугацаа өнгөрсөн хэдий ч өндөр барилгын
төсөллөлтөд саяхнаас ашиглагдаж байна. АСТ-тэй гэнэт романтиклах болсон үндсэн
шалтгаануудын нэг нь Нэгдсэн улсын баруун эрэгт газар хөдлөл ихтэй бүсэд өндөр
барилгуудын барилга угсралтын ажил эрчимтэй нэмэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээрийн
ихэнх нь одоогийн барилгын норм ба дүрмийн өндрийн хязгаарлалтыг давчихсан
раман системтэй юм. Эдгээр барилгуудыг шаардлагад нийцүүл гэж хүчлэхийн оронд
олон улсад эдгээр шинэ төсөллөлтүүдийг ажиллагаанд суурилсан аргачлалыг
хэрэглэн гүйцэтгэхийг зөвшөөрч байгаа бөгөөд оновчтой шинжилгээ нь норм
дүрэмд тусгагдсан заалтуудтай дүйцэхүйц ашиглалт болон аюулгүй байдлыг хангаж
байгааг үзүүлдэг. Энэхүү дээд зэрэглэлийн төсөллөлт нь ихэвчлэн шугаман бус
динамик шинжилгээг гүйцэтгэснээр биелдэг.
9.6.1 DESIGN IDEOLOGY
Since its first publication as FEMA-273/274, performance-based seismic design
procedures have received considerable acceptance. They are routinely used, nationwide,
for seismic evaluation and upgrade and more recently, have been used as the basis for
seismic design of a number of new, tall buildings. Following the September 11 attacks in
New York and Washington, the federal government adapted these guidelines and applied
them to design progressive collapse resistance. Substantial research at the three national
earthquake engineering research centers as well as improvement in the ability of structural
22. 1.7 Барилга, байгууламжийн бүтээцийн зураг төслийн хүрээнд зөвлөх инженер зэрэг горилох бичгийн шалгалт
ОГНОО: 2023-03-27 21 / 205 ӨӨРЧЛӨЛТ: 14
engineering software to simulate earthquake behavior of buildings has given new impetus
to these procedures. Currently in 2009, the ATC-58 project is developing next-generation
criteria, applicable to both new and existing buildings that will substantially alter the
present procedures.
The ideology of PBD has been around for some time, yet is just recently being
applied to the design of high-rises. One of the main reasons for this sudden romance with
PBD is a highly seismic region, in the west coast of the United States, that is experiencing
an upsurge in the construction of high-rise buildings many of which feature framing
systems that fall outside the height limits of current building codes. Rather than forcing
these buildings to conform, many jurisdictions are permitting these new designs to proceed
using a performance-based approach in which a rational analysis demonstrates
serviceability and safety equivalent to that intended by the code prescriptive provisions.
This high-end design is typically achieved by performing nonlinear dynamic analysis.
9.6.2 АЖИЛЛАГААНД СУУРИЛСАН ИНЖЕНЕРЧЛЭЛ
Барилга, байгууламжийн газар хөдлөлийн төсөллөтөд ажиллагааны дөрвөн
түвшнийг ач холбогдолтой гэж ихэвчлэн тодорхойлдог. Эдгээр нь ашиглалтын, нэн
даруй ашиглалт, амь насыг хамгаалах, нурахаас урьдчилан сэргийлэх түвшин гэж
нэрлэгддэг. Эдгээрээс ашиглалтын түвшин нь барилга байгууламжид хамгийн бага
эвдрэлтэй байх түвшнийг илэрхийлнэ. Энэхүү түвшний шаардлагыг хангах барилга
байгууламж нь газар хөдлөлийн үед бүтээцийн даацын системд зөвхөн үл мэдэгдэм
эвдрэл болон бүтээцийн даацын бус системд бага зэргийн эвдрэл үүснэ гэж үзнэ.
Эдгээр барилга байгууламж нь газар хөдлөлийн өмнөх бат бэх болон хөшүүнээ бараг
бүхэлд нь хадгалах ба барилгын хэвийн ашиглалтад шаардлагатай бүх механик,
цахилгаан, шугам хоолой болон бусад системүүд хэвийн ажиллагаатай байх ёстой.
Хэрэв засвар шаардлагатай бол эдгээр нь оршин байрлагчдын тав тухыг хангах
зорилгоор хийж болно. Энэхүү ажиллагааны түвшний шаардлагыг хангасан барилга
байгууламжид газар хөдлөлийн үед амь насны аюулгүй байдлын эрсдэл үл мэдэгдэм
бага байх юм. Гэвч барилга байгууламж нь энэхүү түвшингийн шаардлагыг
хангахын тулд хэвийн ажиллагаанд шаардлагатай инженерийн хангамжийн бүх
шугам сүлжээнүүдийг олон нийтийн үйлчилгээ эсхүл яаралтай тусламж үзүүлэх эх
үүсвэрийн аль аль зорилгоор ашиглагдах боломжтой байх ёстой.
Нэн даруй ашиглалт түвшин нь ашиглалтын түвшинтэй төстэй ч бүтээцийн
бус системд бага зэрэг илүү эвдрэл үүсэхийг зөвшөөрдөг. Бүтээцийн даацын
системийн эвдрэл нь маш бага бөгөөд барилга байгууламжийн газар хөдлөлийн
өмнөх бат бэх, хөшүүн зэрэг нь бараг бүхэлдээ хэвээр байна. Тааз, өнгөлгөө, механик
болон цахилгаан тоноглолууд зэрэг бүтээцийн даацын бус элементүүд бэхэлгээтэй
хэвээр байх бөгөөд ямар нэг аюул үүсгэхгүй. Бүтээцийн даацын бус гадна хашлага
хана болон дээврийн хийц зэрэг нь цаг уурын үйлчлэл тусгаарласан хэвээр байна.
Барилга байгууламж нь ашиглахад аюулгүй хэвээр байна гэвч эргэн хэвийн
үйлчилгээтэй болоход магадгүй зарим засвар болон цэвэрлэгээ хийх шаардлагатай
болно. Бүх инженерийн хангамжийн шугам сүлжээнүүдээс ялангуяа хэвийн
ашиглалтад шаардлагатайнууд нь ажилгаагүй байна гэж үзнэ гэхдээ хэвийн
ашиглалтад шаардлагатай эдгээр инженерийн хангамжийн шугам сүлжээнүүд
ажиллагаатай байгаа тохиолдолд барилга байгууламжийг ашиглалтад эргэн оруулж
болно. Ашиглалтын түвшинтэй төстэй нь энэхүү ажиллагааны түвшнийг хангасан
барилга байгууламжид газар хөдлөлийн үед амь насны аюулгүй байдлын эрсдэл үл
мэдэгдэм бага байна. Даацын бүтээцийн засвар оршин байрлагчдын тав тухыг
алдагдуулахгүйгээр хийгдэж болно гэвч барилга байгууламжийг хэвийн
ажиллагаанд эргэн оруулахтай холбоотойгоор даацын бус бүтээцийн томоохон
засвар болон цэвэрлэгээний ажлууд нь хийгдэж болно.