بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این پژوهش، ارزیابی پارامترهاي پاسخ ساختمان فولادي کوتاه مرتبه 5 طبقه با دو آرایش ساختار مقاوم قاب صلب تحت اثر رکوردهاي حوزه نزدیک سه مولفه اي میباشد. هر دو مدل مطالعاتی بر اساس ضوابط موجود در ویرایش چهارم آیین نامه 2800 ایران طراحی شده اند. مشخصه اصلی رکوردهاي زلزله انتخابی، وجود پالسهاي متوالی و نیرومند سرعت با پریود بلند و دامنه بزرگ میباشد. وجود پالسهاي پردامنه و بلند مدت موجود در تاریخچه زمانی رکوردهاي نیرومند، پاسخ لرزه اي سازه را به شدت تحت تاثیر قرار میدهند.
پارامترهاي مورد بررسی، پوش حداکثر دریفت طبقات، مکانیزم مفاصل پلاستیک، تغییرات برآیندهاي نیرویی حاصل از اندرکنش خمشی – برشی رفتار دینامیکی سازه میباشد. بر اساس نتایج این تحقیق ملاحظه گردید که ساختار تغییرات پارامترهاي پاسخ لرزه اي، بستگی مستقیم به حضور اسپایک هاي پر انرژي شتاب و ماهیت موج گونه رکورد زلزله دارند. همچنین دانسته شد که نمود متفاوت پالس هاي سرعت می تواند تاثیر ویژهاي در پارمتر نیاز دریفت سازه داشته باشد.
مقدمه
مطالعه بر روي مشخصات اصلی جنبش هاي زمین که زلزله نامیده می شوند، داراي سابقه طولانی است. پارامترهاي کلیدي حرکت زمین از جمله محتواي فرکانسی، مدت دوام و حداکثر دامنه و همچنین خصوصیات دینامیکی سیستم سازه اي نقش قابل توجهی را در ایجاد خسارت هاي ساختمان هاي مهندسی ایفا می کنند. براساس فاصله نسبت به صفحه شکست گسل رکوردهاي زلزله بهدو دسته عمومی جنبش هاي حوزه نزدیک و حوزه دور از گسل طبقه بندي می شوند. مشاهدات و ارزیابی هاي صورت گرفته بر روي تخریبات سازه اي در هنگام وقوع زلزله هاي بزرگ مانند نورتریج 1994 کالیفرنیا، کوبه 1995 ژاپن، چاي چاي 1999 تایوان ، بم 2003 و طبس1978 ایران ، بیانگر تاثیرات بسیار ویرانگر رکوردهاي نیرومند و پر انرژي حوزه نزدیک است.
جنبش هاي قوي ثبت شده در نزدیکی گسیختگی گسل به صورت قابل ملاحظه اي با جنبش هاي رخداده در مناطق دور از منبع لرزه اي، متفاوت است. مطالعات بر روي جنبش هاي قوي ثبت شده در نزدیکی گ سل نشان می دهد که یک مجموعه اثرات مشخص در تاریخچه زمانی شتاب، سرعت و جابجایی زمین وجود دارد.
قابل ذکر است که ماهیت خاص این حرکات پالس گونه قوي به دلیل وجود جهتداري پیشرو و نیز جنبش بزرگ پرتابی زمین است که می تواند در فرایند گسیختگی گسل رخ بدهد. هر دو پارامتر PGV و PGD حرکات حوزه نزدیک ثبت شده به صورت عمده از رکوردهاي زلزله ي حوزه دور بزرگتر می باشند. ساختار فیزیکی جنبش هاي نیرومند زمین؛ ثبت شده در مناطق حوزه نزدیک یک گسل فعال شامل پالسهاي مشخص و متمایزي در تاریخچه زمانی سرعت می شوند
نمود ویژگی یاد شده در اثر جهت داري پیش رو است که به علت نزدیکی نسبی میان اندازه سرعت گسیختگی گسل و سرعت انتشار امواج برشی زلزله رخ می دهد. این وضعیت بطور ویژه در فرایند گسیختگی گسل هاي امتداد لغز رخ می دهد. همانطور که در جنبش هاي زمین ثبت شده در طول زلزله هاي قوي مشاهده شده، تاثیرات جهت داري پیشرو می تواند پالس هاي با دامنه و پریود بالا تولید کند که به صورت واضحی در تاریخچه زمانی جابجایی و سرعت زمین مشاهده شده است. نمونه هاي فراوانی از این گونه ساختارهاي لرزه اي در بررسی تاریخچه زمانی رکوردهاي نیرومند زلزله هاي امپریال ولی 1979 ، لوما پریتا 1989 و نورتریج 1994 کالیفرنیا ملاحظه شده است .
یکی از ساختارهاي سازه اي کارآمد درمقابله با موضوع فوق، ایجاد قاب خمشی لوله اي داخلی پلان ساختمان است که سیستم قاب محیطی چندگانه - tube in tube - نامیده می شود. ساختار سیستم مقاوم در برابر بارهاي جانبی در سازه هاي مطالعاتی در این پژوهش از نوع قاب صلب بوده که علاوه بر چهار قاب صلب پیرامونی داراي قاب هاي صلب داخلی نیز می باشد.
وجود قاب هاي صلب داخلی باعث توزیع یکنواخت تر تنش محوري در المان هاي پیرامونی تیر وستون این سیستم سازه اي نسبت به سیستم قاب محیطی منفرد می گردد و به تناسب آن نیز اثرات لنگی برش را کاهش می دهد.
موضوع مورد مطالعه در این پژوهش، مشخصات زلزله هاي حوزه نزدیک حاوي اثرات جهت داري و نیز ارزیابی نیاز دریفت ساختمانهاي فولادي با دو آرایش متفاوت قاب خمشی می باشد. همچنین با استفاده از رکوردهاي نیرومند و انجام فرایند تحلیل هاي غیر خطی تاریخچه زمانی، پارامترهاي پاسخ لرزه اي از جمله بیشینه شت اب مطلق، حداکثر تغییر مکان، دریفت و نیروي محوري ستون ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.
ویژگی هاي رکوردهاي حوزه نزدیک
جنبش هاي قوي پالس گونه زمین می توانند همراه با حرکات پرتابی زمین تولید شوند که به شکل جابجایی هاي دائمی مرتبط با صفحه گسیختگی در جهت موازي گسل مشاهده می شوند. به صورت عمده تاثیر جنبش پرتابی زمین نتیجه جابجایی ماندگار زمین در ارتباط با اثرات تغییرشکلهاي تکتونیکی تولید شده به وسیله مکانیزم گسیختگی گسل می باشد. لازم به ذکر است که تاثیرات جنبش پرتابی زمین به وسیله ي پالس هاي سرعت دامنه بلند و یک طرفه مانند یک انحراف بزرگ در تاریخچه زمانی جابجایی زمین، مشخص می شود. وجود این شرایط در رکوردهاي زلزله Chi Chi 1999 به فراوانی مشاهده شده است.
رکوردهاي TCU052 و TCU068 و TCU084 نمونه هایی مشخص حاوي این اثرات می باشند. پالس هاي استاتیکی پدید آمده توسط اثرات جنبش پرتابی زمین در مقایسه با پالس سرعت تولید شده توسط اثرات جهت داري پیشرو؛ ویژگی ها و طبیعت متفاوتی دارد.
با این حال، اثرات جنبش پرتابی زمین به طور کلی به عنوان یک ساختار فیزیکی مشخص در تاریخچه زمانی جابه جایی زمین مشاهده شده است. این ویژگی به موازات صفحه گسیختگی گسل در طول زمین لرزه هاي ناشی از گسل امتداد لغز رخ می دهد. جابه جایی هاي بزرگ دایمی زمین و پالس سرعت یک سویه - نیم موج سینوسی - تولید شده، نتایج مشخصی از اثرات جنبش پرتابی هستند. همچنین با توجه به ماهیت دینامیکی تاثیرات جهت داري پیشرو، پالس هاي سرعت شبه سینوسی پردامنه و بسیار پر انرژي که پریودي بیشتر از 2 ثانیه دارند، تولید می شوند
