بخشی از مقاله
چکیده
تعیین پریود غالب زمین در یک منطقه لرزه اي اهمیت زیادي دارد، زیرا بیشترین احتمال این است که این پریود ارتباط با امواج لرزه اي دارد. سازههاي با پریود مشابه ممکن است به هنگام وقوع زلزله به دلیل پدید تشدید در معرض آسیب قرار گیرد بنابراین تعیین پریود طبیعی ساختگاه یکی از موارد مهم در بررسی پی سازه به شمار می آید تا بتوان بر اساس آن سازه اي ساخت که در رخداد زمین لرزه دچار پدیده ي تشدید نشود.
در سیگنال به دست آمده از دستگاه لرزه سنجی بعد از حذف اثرات منبع، فرکانسی که دامنه ي آن به ماکزیمم مقدار خود رسیده باشد، به عنوان فرکانس غالب سازه معرفی میشود. با توجه به روش ناکامورا، منابع سطحی خرد لرزهها امواج ریلی را تولید می کنند که داراي تأثیرات یکسانی بر روي حرکت هاي افقی و عمودي لایه ي سطحی می باشند. این روش تابع انتقال را از تقسیم طیف خرد لرزه مؤلفه ي افقی به مؤلفه ي قائم میتوان به دست آورد.
با استفاده از این روش که به روش ناکامورا نیز معروف است پریود غالب سازه اي با طراحی قالب تونلی واقع در شهرك پرند بدست آمد . طبق آیین نامه 2800 یکی از پارامترهاي اساسی مورد نیاز جهت تحلیل سازه دوره تناوب اصلی است که به ارتفاع سازه نیز ، بستگی دارد. در این پژوهش پریود غالب در چندین ایستگاه محاسبه شد و نمودارهاي نسبت طیفی براي هر ایستگاه رسم و به کمک آن فرمول تجربی جدیدي جهت ویرایش آیین نامه2800 بدست آمد.
مقدمه
با گذر زمان و پیشرفت جوامع احتیاج به ساخت و ساز هاي سنگین بیشتر مورد توجه قرار میگیرد و از طرفی هرچه مناطق شهري بیشتر گسترش مییابد، بشر بیشتر با کمبود جا براي احداث سازههاي مورد نیاز خود مواجه میشود. بنابر این بهبود ساختگاه و همچنین طراحی مهندسی و علمی سازه بیشتر مورد توجه مهندسین قرار میگیرد. ساختگاهی که براي ساخت سازه در روي آن مورد استفاده قرار میگیرد نقش بسیار مهمی در پایداري سازه ایفا میکند.
بنابر این آگاهی از شرایط مهندسی و فیزیکی ساختگاه بسیار مهم است و یکی از مهم ترین پارامترهاي طراحی به شمار میآید. بررسیها نشان میدهد که بیشترین عامل در تخریب و ناپایداري سازهها مربوط به عدم آگاهی از شرایط ساختگاه میباشد استفاده از مشاهدات و اطلاعات به دست آمده از زلزله یا انفجار در تعیین واکنش دینامیکی محلهاي مختلف مستلزم این است که رکوردهاي زلزله یا انفجار با شدتهاي مختلف براي این محلها در اختیار باشند. اما جمع آوري چنین رکوردهایی حتی در مناطق زلزلهخیز بسیارپرهزینه بوده و زمان زیادي را نیز میطلبد.
استفاده از روشهاي نظري نیز نیاز به اطلاعات گمانهاي و دانستن تغییرات سرعت امواج در لایههاي مختلف زمین دارد.کسب این اطلاعات نیازمند انجام آزمایشات ژئوتکنیکی وژئوفیزیکی میباشد که بعضا بسیار پرهزینه و وقت گیر است. از طرفی مدل کردن لایههاي خاك به منظور تحلیل دینامیکی، نیاز به کامپیوترهاي پیشرفته و محاسبات فراوان دارد. در مقابل روش استفاده ار مایکروترمورها جهت تعیین واکنش محل در برابر زلزله به علت سادگی و اقتصادي بودن بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
با استفاده صحیح ازاین روش میتوان نواحی وسیعی را در مدت کوتاهی مورد بررسی قرار داد. اکثر اثرات ساختگاه که ناشی از لرزش زمین هستند وابسته به بسامدند حبه همین جهت لازم است که در استفاده از آنها به این مسئله توجه شود حبزرگ ترین مشکلات در سر راه برآورد پاسخ ساختگاه ، جداسازي اثرات منبع و مسیر از داده هاي دستگاهی است. حناکامورا ج کنکذ ض براي حذف اثرات منبع در نتایج به دست آمده از طیف مایکروترمورها روشی را معرفی کرد که همان روش نسبت طیفی مولفه افقی به قائم استح در این روش فرض میشود که منابع سطحی مایکروترمورها، امواج ریلی را تولید میکنند که داراي تاثیرات یکسانی بر روي حرکتهاي افقی و عمودي لایه سطحی میباشند. این روش تابع انتقال را از تقسیم طیف مایکروترمور مولفه افقی به مولفه
قائم بدست میآورد.
روش تحقیق
طبق آیین نامه 2800 ایران نیروي جانبی زلزله در امتداد و جوانب مختلف به سازه اعمال میشود و سازه با فرض رفتار خطی تحلیل میس شود. یکی از پارامترهاي اساسی مورد نیاز جهت تحلیل سازه دوره تناوب اصلی است که به ارتفاع سازه نیز ، بستگی دارد. براي تعیین پریود غالب به وسیله امواج مایکروترمور احتیاج به دادههاي ثبت شده از مایکروترمور در ایستگاههاي مختلف در سه مولفه شمالی-جنوبی - حسش - ، شرقی-غربی - حسغ - و عمودي - ئهططصطکه - میباشد.
به منظور این کار احتیاج به یک دستگاه لرزهسنج سه مولفهاي میباشد که قادر باشد با نرخ نمونه برداري 100 نمونه در ثانیه امواج مایکروترمور را در محدوده فرکانسی مشخص ثبت و ضبط کند. ابزارها و تجهیزات مورد استفاده جهت برداشت میکروترمورها شامل یک دستگاه لرزه سنج سه کاناله ،تعح، کامپیوتر قابل حمل وسیستم موقعیت یاب جهانی بودند . لرزه سنج سه کانال ،تعح ساخت شرکت AلAح ایتالیا، داراي یک رقومی کننده سه کاناله 24بیتی، یک واحد پردازنده مرکزي با قابلیت ذخیره رکوردها و یک گیرنده حبن این لرزه سنج است. فرکانس طبیعی این لرزه سنج 2 هرتز و با میرایی طبیعی ،حت می باشد. برداشت میکروترمورها در هر ایستگاه به مدت 15 دقیقه صورت گرفت. . نمایی از این دستگاه در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل:1 نمایی از لرزه سنج بر بام سازه تونلی واقع در شهرك پرند
دادههاي مایکروترمور در چندین ایستگاه در سازه مورد بررسی برداشت و نمودارهاي نسبت طیفی با استفاده از روش ناکامورا - بَد - رسم و نتایج حاصل با هم مقایسه شدند . سعی شده است که نوفههاي مزاحم و ناخواسته را به حداقل برسانیم و اثر آن را در نتایج کمرنگتر کنیم. یکی از اولین قدمها براي این کار اعمال فیلتر میان گذري بود که در ابتدا بر روي سیگنالها اعمال شد عمل نرم کردن بر روي طیف دامنه مولفهها قبل از انجام عمل تقسیم طیفها در روش - بَد - میتواند تا حدود زیادي از اثراین نوفههاي مزاحم کم کند. در اینجا از رهیافت کونو و اوماچی که متداول است براي نرم شدگی نمودار طیف استفاده کردهایم.
2 پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
از آنجایی که در انتخاب پنجرههاي زمانی بریدن سیگنال صورت میگیرد و این عمل ممکن است باعث تغییر محتواي بسامدي شود طبق پیشنهاد کعهککک حدود %10 همپوشانی میان پنجرههاي مجاور در نظر گرفته شده است. در نهایت بعد از انجام سایر تصحیحات بر روس سیگنالها از روش ناکاکورا - بَد - طیف پاسخ براي هر ایستگاه محاسبه شد و از روي آن فرکانس غالب استخراج گردید. در سازههاي قالب تونلی به دلیل یکپارچگی اعضا و اتصالات آن، متفاوت از دیگر سازههاست و میتوان رابطه تجربی جدیدي براي این نوع سازهها در نظر گرفت. ارتفاع سازه مورد بررسی در این تحقیق 38 متر میباشد.
