بخشی از مقاله
خلاصه:
اثر تقویت سایت یک پدیده اجتناب ناپذیردر طرح لرزه ای یک بنای بلند تلقی می گردد. از نظر ارزیابی سایت، سازه بر روی لایه های متفاوت خاک با خواص مختلف فیزیکی نسبت به عمق احداث می شود. رفتار دینامیکی به شرایط میرایی لایه های خاک و خصوصیات زلزله وابستگی دارد. از لحاظ توزیع شتاب در تراز پی، برخی از عوامل مانند خواص فیزیکی لایه ها همچون سرعت موج برشی، مدول برشی و نسبت میرایی، عمق، تراکم نسبی، وضعیت سنگ بستر و داده های ورودی از رکورد زلزله در این زمینه نقش های مهمی را ایفا می نمایند.
هدف اصلی در این مقاله، بررسی مطالعه موردی در شهر کوالالامپور مالزی جهت احداث یک بنای بلند تجاری می باشد. نتایج نشان داد که شتاب در سطح زمین نسبت به بستر سنگی 2.57 برابرافزایش یافت. با توجه به شرایط لرزه خیزی ایران در اکثر کلان شهرها، تهیه نقشه های ضریب تقویت شتاب توصیه می گردد.
.1مقدمه
بلایای طبیعی همچون زلزله، سیل، طوفان و خشکسالی غیر قابل اجتناب هستند، اما با سیستم های پیشگیری میتوان آنها را کاهش داد. زمین لرزه ها مخرب ترین خطروابسته به علم زمین شناسی می باشد. در طول قرن بیستم، بیش از یک هزار زلزله مرگبار با از دست دادن زندگی حدودیک و نیم تا دو میلیون نفر ثبت شده است که با تحقیقات بیشتر و پیدا کردن راه حل های کاهش اثرات زلزله می توان این مهم را کنترل کرد. سازه را برای نیروهای زلزله باید طوری طراحی کرد که مکانیسم پارگی گسل و انتشار امواج لرزه ای از طریق سنگ زیرین و خاک حاضر بالاتر از سنگ بستر در محل سایت درمحاسبات در نظر گرفته شود.
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، لایه های خاک در زیر سایت نقش مهمی درتقویت و افزایش شدت حرکت زمین دارد بطوریکه این اثر بیشتر از انتقال امواج لرزه ای به سنگ بستر از منطقه گسل را دارد. زلزله های 1994 نوردریچ، 1989 لوما پریتا و 1999 چی چی نمونه هایی بسیار مهمی هستند که به اثر جنس خاک و تقویت شتاب تاکید فراوانی داشته اند. همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، تغییرات محتوای فرکانس و تقویت شتاب زلزله توسط شرایط زمین شناسی و انتشار امواج لرزه ای از منبع زلزله به سطح زمین باعث این رویداد مهم در زلزله 1985 مکزیکو گردید.
شکل -1 اثر جنس خاک محل پروژه بر حرکات زمین
شکل -2 اثر جنس خاک محل پروژه در تقویت شتاب،1985 مکزیکو
با در نظر گرفتن تجزیه و تحلیل پاسخ سایت ، مهندس ژئوتکنیک قادر به ارزیابی فرکانس طبیعی مجموعه خاک زیر سازه، سنجش تقویت حرکت زمین و ارزیابی پاسخ شتاب خواهد بود. این اطلاعات بیشتر می تواند برای طراحی سازه بلند مقاوم در برابر زلزله با توجه به پارامترهای ژئوتکنیکی همراه با حرکات زلزله استفاده شود. پیش بینی حرکت افزایش یافته از طریق لایه های خاک در مناطق که در آن خطرات زلزله وجود داشته باشد یک پدیده چالش برانگیز در مهندسی ژئوتکنیک می باشد.
با توجه به مطالعات موردی اثرسایت در ایران، ارائه تخمین خطی معادل از رفتار غیر خطی خاک در حوزه فرکانس در جنوب شهر یزد انجام شده است . - 1 - همچنین تحلیل دینامیکی سدهای خاکی سنگریزه ای با هسته آسفالتی - 2 - و تحلیل دینامیکی سد خاکی ماملو - - 3 هم در برگیرنده مطالعاتی در این زمینه بوده اند. در این مقاله هدف اصلی مبتنی بر ارائه نحوه محاسبه ضریب افزایش شتاب با استفاده از یک برنامه مهندسی به جهت تجزیه و تحلیل پاسخ سایت در حالت یک بعدی می باشد. برای این منظور یک سایت جهت طراحی سازه بلند مرتبه تجاری در شهر کوالالامپور مالزی مورد بررسی قرار گرفته است.
.2روش تحقیق
یکی از برنامه های مه ندسی زلزله به جهت تعیین پاسخ تجزیه و تحلیل غیر خطی سایت تحت بارگذاری لرزه ای استفاده از نرم افزارمی باشد.این برنامه با استفاده از روش تفاوت محدودبه منظور محاسبه پاسخ سایت بر روی روند تقویت در هنگام وقوع زلزله نوشته شده است. لازم به ذکر است که زبان ویژوال بیسیک با توجه به کاربرد میکروسافت اکسل در تهیه برنامه استفاده شده است .[4] شکل 3 مدل ویسکوالاستیک چرخه برشی کلوین-ویت بر اساس پاسخ های خاک را نشان می دهد. تنش برشی بستگی به کرنش برشی و تغییرات آن دارد که در معادله شماره - 1 - توضیح داده شده است.
دراین معادله اثر مدول برشی و ویسکوزیته نشان داده شده است.
شکل -3 مدل کلوین - NERA Program -
با توجه به مدل خطی معادل، مدل غیر خطی کلوین جهت رفتار خاک در این برنامه استفاده شده است. شکل - 4 - تنش پسماند و نحوه عملکرد خاک تحت بارگذاری سیکلیک را نشان می دهد.
