بخشی از مقاله
- مقدمه
طی قرنها بشر آموخته است تا با توجه به شرا یط آب و هوای محلی چگونه خانه و کاشانه خود را د ر مقابل آسیب ناشی از پدیده های
طبیعی مصون سازد. زمین لرزه نزی از جمله پدیده های طبیعی است که با دی افرادی که در مناطق زلزله خ زی زندگی میکنند در مقابل خطر آن خود را مصون نما یند. در کشور ما متاسفانه به علت عدم شناخت کافی افراد از این پدیده طبیعی، هر از چندی وقوع آن زیانهای جانی و
مالی سنگینی به دنبال دارد.
زلزله به خودی خود شا دی تنها آزاد شدن انرژ ی زمین است اما زمانی که در شهرها و روستاها و مناطق پر جمعیت به وقوع میپیوندد
میتواند فاجعه بیافریند. افزایش جمعیت و به تبع آن وسعت شهرها و روستاها باعث شده که ت قر بای در هر زلزله شد دیی که رو ی
میدهد شاهد تلفات جانی و مالی هستمی. از ابتدای قرن بیستم تا قبل از دهه ی آخر آن بیش از ًًٌٌ زلزله مخرب در جهان به وقوع
پیوسته که کشتههای آن بیشتر از یک و نمی میلیون نفر میباشد که نصف ا ین مقدار در چین اتفاق افتاده است. تعداد زلزلههای کشنده در
چین دو برابر یونان است ولی تعداد تلفات آن هزار برابر است ]ٌ.[ پس میتوان نتیجه گرفت که تراکم جمع یت اثر شد دیی در تعداد تلفات دارد.
تاکنون شواهدی مبنی بر فعالیت گسلهای مجاور شهرستان شهرکرد ارائه نشده است و در صورت فعال بودن ن زی با توجه بهتک شاخه ای بودن و گسیختگی سطحی محدود این گسلها محل شهرستان شهرکرد در فاصله امنی از آنها قرار خواهد گرفت . با این وجود نمیتوان از خطرات احتمالی پیش بینی نشده گذشت.
ٍ- ساختار نظری و کلی تحقیق
در این تحقیق اطلاعات آماری وضعیت موجود شهر شهرکرد بدست آمده ا ست ]ٍ.[ این اطلاعات حاوی زیربنای سازه ها به تفکیک نوع سازهها و کاربری آنها، جمعیت و نوع خاک منطقه بدست میباشد. روش استفاده شده روش HAZARD US است. در این روش منحنی پاسخ بر اساس نوع خاک و استاندارد ]َIBC-2006 [ بدست آمده و اثر میرایی انواع سازه ها با روش ذ کر شده در ]ُFEMA 440 [ اعمال میگردد. منحنی ظرفیت از جداول ]ِHAZUS [ بدست آمده ودر نهایت عملکرد سازه تعیین می گردد. با استفاده از جابجایی بدست آمده و اطلاعات قبلی زیربنای آسیب دیده و همچنین تعداد افراد آسیب دیده تعیین میشوند.
این مدل در حقیقت دستورالعمل رمن افزار است، اگر چه بسیار کامل و به تفصیل مستند شده است ولی با توجه به ینکها این نرم افزار برای ایالات
متحده آمریکا خصوصی سازی شده است، امکان استفاده از نرم افزار برای مناطق دیگر وجود ندارد. بنابراین از نرم افزار SELENA استفاده شده است. باتوجه به عدم دستهبندی مناسب سازههای موجود از تقسیمبندی سازهها در HAZUS استفاده شده است.
ٍ-ٌ- معرفی سازهها و کاربریها
ٌِ نوع سازه که از َّ نوع سازه موجود در HAZUS برای شهر شهرکرد انتخاب شده است . که تفکیک آنها بر اساس نوع سازه (بتنی، فلزی، بنایی) و تعداد طبقات (کوتاه، متوسط، بلند) میباشد.
تلفات جانی و خسارتهای اقتصادی با توجه به کاربری های سازه متفاوت است . در این مطالعه ّ نوع کاربری عمده سازه ها در شهرکرد در نظر گرفته شدهاند. که این موارد به شرح زیر است:
سال ايل، شماره 1، زمستان 1393 ًٍ
وشریه علمی - پژيهشی مهىدسی سازه ي ساخت اوجمه مهىدسی سازه ایران
مسکونی (RES)
تجاری (COM1)
بهداشتی (COM6)
خدماتی (COM3) اداری (GOV)
آموزشی (EDU)
ردیف
ٌ
ٍ
َ
ُ
ِ
ّ
ْ
َ
ُ
ًٌ
ٌٌ
ٌٍ
ٌَ
ٌُ
ٌِ
جدول ٌ: انواع سازههای شهرکرد
برچسب توضیح
SIL سازه فولادی قاب خمشی ٌ تا َ طبقه
SIM سازه فولادی قاب خمشی ُ تا َ طبقه
SIH سازه فولادی قاب خمشی بیش ازَ طبقه
S2L سازه فولادی باد بندی ٌ تا َ طبقه
S2M سازه فولادی باد بندی ُ تاَ طبقه
S2H سازه فولادی باد بندی بیش ازَ طبقه
S4L سازه فولادی با دیوار برشی بتنی ٌ تا َ طبقه
S4M سازه فولادی با دیوار برشی بتنی ُ تا َ طبقه
S4H سازه فولادی با دیوار برشی بتنی بیش ازَ طبقه
CIL سازه بتنی قاب خمشی ٌ تا َ طبقه
CIM سازه بتنی قاب خمشی ُ تا َ طبقه
C2L سازه بتنی با دیوار برشی ٌ تا َ طبقه
C2M سازه بتنی با دیوار برشی ُ تا َ طبقه
URML سازه بنایی کوتاه
URMM سازه بنایی متوسط
ٍ-ٍ- تعیین منحنی تقاضای سازه
پارامترهای طیف پاسخ استاندارد طبق IBC-2006 در زمین های آبرفتی حرکت لرزهای زمین، در سطح زمین هم از لحاظ دامنه و هم از
لحاظ محتوا ی فرکانسی تغ ریی مییابد. ضریب بازتاب متناسب و پر یودگوشه که اساساً شکل طیف طراحی برای خاکهای مختلف را
مشخص میکند در آیین نامههای مختلف آمده است. در این مطالعه از آیین نامه IBC-2006 استفاده شده است. در این روش حرکت زمین
با استفاده از شکل طیف پاسخ استاندارد شده که در IBC ارائه شده است به چهار قسمت تقسمی میگردد که عبارتند از: PGA ، منطقه شتاب
طیفی ثابت از صفر تا ، منطقه سرعت طیفی ثابت از تا و منطقه جابجایی طیفی ثابت که پریود بیشتر از میباشد.
سال ايل، شماره 1، زمستان 1393 ٌٍ
وشریه علمی - پژيهشی مهىدسی سازه ي ساخت اوجمه مهىدسی سازه ایران
شکلٌ : طیف پاسخ استاندارد
منطقه شتاب طیفی ثابت توسط شتاب طیفی در پریود ارتعاشی َ/ً ثانهی تعریف میگردد در منطقه سرعت طیفی ثابت شتاب طیفی متناسب
است و بر روی شتاب طیفی در رپیود ارتعاشی ً/ٌ ثانهی ثابت شده است.
ٍ-َ- منحنی ظرفیت
در حالی که اغلب سازه ها جهت سهولت به جای روشهای غیر خطی به صورت الاستیک خطی طراحی و ارزیابی می شوند ]ُ.[ در نتیجه پاسخ سازه بر مبنای مشخصات الاستیک خطی سازه و نیروهای لرزه ای متناسب که در طراحی استفاده شده است بدست میآید. برای طراحی سازه در حالت الاستیک پاسخ های با ِ درصد میرایی توسط ضریب کاهنده R کاهش داده می شوند. که این ضریب با توجه به
سازههای مختلف متفاوت است. ضریب کاهنده با توجه به تجربه قضاوت مهندسی توانایی تغییر شکل غیرالستیک(شکلپذیری) سیستم سازهای،
اضافهمقاومت، میرایی بیش از ِ درصد تغییر شکلهای زیاد و پارامترهای دیگر که ظرفیت سازه موثر هستند بدست میآید.
ٍ-ُ- عملکرد سازه تحت بارهای لرزهای
برای بدست آوردن عملکرد لرزه ای سازه، جابجایی طیفی سازه در راستای منحنی ظرفیت آن باید تایید شود که برای آن باید منحن ی
ظرفیت سازه با منحنی تقاضای لرزهای که برای اثرات غیرخطی سازه اصلاح شده است، قطع داده میشود. در حال حاضر روشهای مختلفی برای بدست آوردن نقطه عملکرد سازه روی منحنی ظرفیت آن وجود دارد . روشهای CSM که در ]ّATC 40 [ و ]ْEMA 273 [، MADRS که در FEMA 440 و ]َFEMA 356 [ ذکر شدهاند که از جمله این روش ها میباشند. در این مطالعه از روش MADRS استفاده شده است.
ٍ-ِ- سطوح آسیب سازهای
- رخداد زلزله مصادف است با ساعت ٍ شب (پیشبینی میشود اکثر مردم در این زمان در منزل میباشند).
- رخداد زلزله مصادف است با ساعت ًٌ صبح (پیشبینی میشود در این زمان اکثر مردم سر کار یا دانشگاه یا مدرسه باشند).
- رخداد زلزله مصادف است با ساعت ِ بعد از ظهر (پیشبینی میشود که در این زمان اکثریت مردم محل کار را ترک کرده و در مسیر یا
محل سکونت باشند).
ٍ-ّ- محدوده تحقیق و جامعه آماری
ناحیه ِ شهرداری شهرکرد ساختمانها ی مسکن مهر شهرکرد را در بر گرفته است و با در نظر گرفتن ا ینکه شهر شهرکرد به ِ ناحیه شهرداری و ٌُ حوزه تقسیم بندی شده است که در ا ین مطالعه با توجه به ا ینکه هیچ آماری از جمعیت ساکن در ا ین قسمت از شهر
نیست، لذا در ا ین تحقیق از این ناحیه صرف نظر شده است . آمار حوزه های ٌ تا ٌٍ از هر حوزه از داده های سازمان آمار و فناوری اطلاعات شهرداری شهرکرد ]ُ[ بدست آمده است.
سال ايل، شماره 1، زمستان 1393 ٍٍ
وشریه علمی - پژيهشی مهىدسی سازه ي ساخت اوجمه مهىدسی سازه ایران
شکل ٍ : حوزههای ٌٍ گانه شهرکرد جدول ٍ : زیربنای سازهها در حوزههای ٌٍ گانه شهر شهرکرد(مترمربع)
حوزه زیربنای سازه بنایی زیربنای سازه بتنی زیربنای سازه فولادی
ٌ ًٌٍُُّ ٌٍَّْ ٌٌٍَُِ
ٍ ًٍَِّْ ٍُِّْ ٍَُُِْ
َ ٌٍٍَُْ ََُُ ًٍُُِّ
ُ ََََُّ ًًََْ ٌَُِِْ
ِ ِّّْْ ًُِِ ًٍُُِْ
ّ ًًٍُْ ًٌٍُ ًًٍَُِ
ْ ًَِّْ ًًٌَِ ٍَُُُّ
َ ٌََُْ ًٍََُ ٍَُّّْ
ُ ًٍُِّ ًٍََُ ًًًٌِْ
ًٌ ًٌَُِّ ٌٌٍٍ ٌُُُّ
ٌٌ ٌٍَُُِ ٌٍّْ ٍٍَُِ
ٌٍ ٌٍٍََُ ٌَُْ ٌََُُِ
َ- نتایج
نتایج ارزیابی خطرپذیری شهر شهرکرد به روش HAZUS و با نرم افزار SELENAver6.0 مطابق جداول، شکل ها و نمودارهای زیر
است.
جدول َ : تلفات زلزله حوزههای ٌٍ گانه شهر شهرکرد بر اثر زلزله طرح استاندارد ًًٍَ ایران (نفر)
حوزه تلفات ساعت ٍ تلفات ساعتًٌ تلفات ساعتٌْ
ٌ ٌِْ ٌٌُ ٍَُ
ٍ ًٌِ ٌٌَ َّْ
َ ُِ ُِ ًٌِ
ُ ٍُ ٍَ ًٌْ
ِ ٌِ ََ ٌٍُ
ّ ُِ َُ ٌٌِ
ْ ٍُ ٍٍ َْ
َ َُ ََ ًٌٌ
سال ايل، شماره 1، زمستان 1393 ٍَ
وشریه علمی - پژيهشی مهىدسی سازه ي ساخت اوجمه مهىدسی سازه ایران
ُ ٍَ ٌْ َِ
ًٌ َُ ٍّ َِ
ٌٌ َْ ِّ ٌَُ
ٌٍ ِْ َُ ٌَُ
شکل َ : نسبت تلفات حوزههای ٌٍ گانه شهرکرد بر اثر زلزله طرح استاندارد ًًٍَ ایران
شکل ُ : نسبت خسارت متوسط در اثر زلزله طرح استاندارد ًًٍَ ایران
خسارت اقتصادی تحلیل خطرپذیری لرزهای احتمالی شهر شهرکرد مطابق شکل میباشد.
سال ايل، شماره 1، زمستان 1393 ٍُ
وشریه علمی - پژيهشی مهىدسی سازه ي ساخت
