بخشی از مقاله
خلاصه
در سال های اخیر با توجه به آثار مخرب زلزله آیین نامه های مختلف در پی ارایه روش هایی برای ساخت سازه هایی مقاوم در برابر این پدیده مخرب هستند. مهندسی زلزله بر مبنای عملکرد، دیدگاهی نوین در ارزیابی و طراحی سازه ها در برابر زلزله و با در نظر گرفتن اثرات عدم قطعیت های موجود در مسئله است. پارامتر های مدل احتمالی پاسخ سازه در برابر زلزله بر مبنای تحلیل دینامیکی سازه مورد نظر در برابر رکورد های مختلف زلزله تعیین می گردد.
در این پایان نامه هدف مقایسه پارامترهای مدل احتمالی پاسخ در سازه های فولادی خمشی با طبقات 4، 8 و 12 با در نظر گرفتن مقیاس سازی رکورد بر اساس پارامتر شتاب طیفی مود اول و تولید شتاب نگاشت هایی منطبق بر طیف طرح می باشد.
برای نیل به این هدف تحلیل دینامیکی غیرخطی در سازه های نمونه تحت شتاب نگاشت ها برای سطوح خطر زلزله با دوره بازگشت های 475 و 2475 ساله انجام شده است و ضرایب مدل احتمالی پاسخ در دو حالت استفاده از مقیاس سازی بر اساس شتاب طیفی مود اول و تولید شتاب نگاشت های منطبق بر طیف 475 ساله و 2475 ساله به دست آمده است. در نهایت منحنی خطر پاسخ سازه - Drift Hazard Curve - و احتمال حالت های حدی مختلف در دو حالت مقیاس سازی به دست آمده است.
مقدمه
کیفیت عملکرد سازه ها زیر بار زلزله مرحله ضروری تحلیل و طراحی سازه های اطراف ما می باشد. پاسخ سازه ها در برابر زلزله یک روش کلی برای مهندسان است که به وسیله آن عملکرد سازه را تخمین بزنند.
در سالهای گذشته خسارات فراوانی ناشی از زلزله به ساختمانها وارد شده است که طبیعتاً بخش عظیمی از این خسارات در مناطق لرزهخیز جهان اتفاق افتاده است، با این وجود رشد جمعیت در شرایط کنونی جهان در مناطق با خطر لرزهخیزی بالا نیز مانند سایر نقاط جهان وجود دارد و همواره تلاشهای فراوانی برای کنترل و کاهش خسارات ناشی از زلزله انجام گرفته است. این خسارات به جز هزینه مورد نیاز برای تعمیر و یا بازسازی سازه شامل خسارات دیگری نیز میباشد، از جمله آنهای مدت زمان عدم کاربری ساختمان و از همه مهمتر تلفات جانی ناشی از زلزله میباشد که همواره یکی از دغدغههای اصلی بشر بوده است.
برای کاهش این خسارات محققان بسیاری در زمینههای مختلف فعالیتهای قابل توجهی انجام دادهاند و با گذشت زمان آییننامههای لرزهای نیز به صورت کاربردی توسط محققان ارائه شدهاند که هدف همه این آییننامهها کاهش خسارت ناشی از زلزله بوده است. سالیان متمادی هدف آییننامهها و دستورالعملهای لرزهای معرفی سیستمهای سازهای برای تأمین ایمنی جانی در زلزلههای شدید - زلزله طرح - و جلوگیری از فروریزش در زلزلههای بسیار شدید بودهاست.
در ادامه برای رسیدن به این هدف سازهها به سمت شکلپذیری بیشتر متمایل شدند و سعی بر این بود که سازهها این قابلیت را داشته باشند که بدون از دست رفتن مقدار قابل توجهی از مقاومت تغییر شکلهای زیادی را بپذیرند. در دهه 1960 قاب-های خمشی بسیار مورد توجه قرار گرفتند زیرا مهندسان بر این باور بودند که این سیستم سازهای از شکلپذیری قابل توجهی برخوردار است، اما ضعف عمده قابهای خمشی در زلزلههای سال 1994 نورثریچ و 1995 کوبه دیده شد. در طی این دو زلزله قابهای خمشی که نیازهای شکلپذیری آییننامهها را برآورده میکردند نیز دچار خسارات شدیدی شدند.
جولیان* و بومر و بریتز اکودو استفاده از رکوردهای طبیعی را برای تحلیل دینامیکی بیان کردهاند که معیارهایی را برای انتخاب این رکوردها در نظر گرفته است که ازجمله آنها میتوان به ویژگی زمینشناختی اشارهکردهاند، همچنین راهکارهایی را برای فیت کردن رکوردهای طبیعی بر منحنی طیف بازتاب بیان کرده است.[1] اندرو ادوارد با بررسی عملکرد سازه تحت رکوردهای زلزله پرداخته است که با بیان عدم قطعیت در زلزله به بررسی پاسخ سازه در برابر رکوردهای مختلف پرداخته است.
با استفاده از انتخاب زمینلرزه و اصلاح - GMSM - به انتخاب رکوردهای زلزله پرداخته است و همچنین به بررسی روشهای مختلف برای فیت کردن رکوردها پرداخته است که سازههایی را نیز تحت آنها تحلیل نموده است، همچنین به محاسبه انحراف ایجادشده در رکوردهای فیت شده پرداخته است.
فهجان** و ازدمیر بر طبق Euroode 8 به انتخاب رکوردهای طبیعی و چگونگی فیت کردن آنها بر طیف طرح پرداختاند. همچنین مقیاس کردن در فضای زمان نیز بیانشده است. توضیحاتی نیز درباره فیت کردن رکوردها در فضای زمان و فرکانس بیان گردیده است. این دو با استفاده ا چند روش ازجمله SIMQKE به فیت کردن رکوردها پرداختهاند و به نتایجی ازجمله خطاهای این روشها رسیدهاند.
کاربال*، جورج ، اداردو و کرنل با بیان اینکه تحلیل نیاز احتمالاتی لرزهای** رابطهای بین رفتار الاستیک و غیر الاستیک سازهها و همچنین میزان خسارت لرزهای را در قالب احتمالات بیان میکند به نیازهای موردنیاز در تحلیل احتمالاتی پرداختهاند. ازاینرو به مطالعه شکلهای مختلف طیفی برای به دست آوردن پاسخ سازه پرداختهاند. برای تحلیل احتمالاتی نیاز به استفاده از رکوردهای فیت شده دیدهشده که دراینباره نیز بحثهایی انجامشده است. در این مطالعات به این نتیجه رسیدهاند که استفاده از رکوردهای فیت شده بر طیف طرح برای تحلیل غیرخطی سازهها انحرافهایی را ایجاد میکند. درنهایت ایشان به استفاده از تحلیل احتمالاتی زلزله در سازههای سهبعدی پرداختند و پاسخهای سازه را موردبررسی قرار دادهاند.
برندون الگوریتمی برای انتخاب زمینلرزهها برای تحلیل سازهها معرفی کرد. این الگوریتم بر اساس استفاده از توزیع چند متغیره شرطی از میزان شدت جنبشهای زمین بهدستآمده از روش تعمیم اندازهگیری شدت مشروط - GCIM - میباشد. این روش قابلاستفاده برای انتخاب رکوردهای ثبتشده و همچنین رکوردهای مصنوعی میباشد. کلید اصلی این الگوریتم برای انتخاب رکوردهای مختلف میزان شدت جنبشهای زمین میباشد.
بوراتی ، نیکولا و پیتر ***یک روش کارآمد برای تقریب توزیع جابهجایی بین طبقات ارائه کردند. روش استفاده از تقریب سهنقطه به توزیع مستمر و ارتباط قوی که این شتاب طیفی در دوره اساسی اولیه از ساختار و پاسخ جابهجایی وجود دارد را باعث میشود. توزیع بهدستآمده تحت این روش با یک توزیع مرجع برای نشان دادن توزیع واقعی که پاسخ جابهجاییهای باشد مقایسه میشود. 1666 رکورد طبیعی را در حوزه زمانبر یک سازه شش طبقه بتن مسلح تحلیل کردند.
نتایج نشان داده که برآورد قوی از لحظات اول و دوم از توزیع جابهجایی لگاریتمی بهدستآمده که سازه در معرض زلزله مقیاس شده به سه طیف طرح با طیف وسیعی از دوره زمانی قرار گرفتند. نتایج به دست آمد که نشان داد طیف هدف با مرتبه سوم هرمی چندجملهای مطابقت دارد نتایج مربوط به اعداد مرتبه پنجم هرمی از بهبود مناسبی برخوردار نبوده و هدف بهبودیافته منجر شد.
رامیرز و همکاران به مطالعه آسیبهای ساختمان و هزینه تعمیرات آن در برابر زلزله پرداختند. در این تحقیق ایشان از ساختمان بتنی با طراحی بر اساس زلزله - DBE - استفاده نمودند. با استفاده از تحلیل آسیب احتمالی زلزله به آسیبهای سازه پی بردند و سپس از آییننامههایی همچون فیما به بررسی هزینههای احتمالی آن پرداختند. ایشان به این نتیجه رسیدند که تعداد طبقات و شکل معماری تأثیر بسیار زیادی بر روی میزان آسیب و هزینههای احتمالاتی دارد
