بخشی از مقاله
چکیده
برای تعیین و ارزیابی سازه ها تحت اثر بارهای لرزه ای نیاز به تعریف شاخص هایی می باشد که خرابی و وضعیت سازه تحت اثر بارگذاری را به صورت کمی و عددی بیان کند×؟ با توجه به ویژگیهای مورد نظر انتخاب شاخص مناسب یک سوال اساسی برای طراح سازه می باشد. در×اینجا×انواع شاخص های خرابی لرزه ای برای ×سازه×های×مختلف معرفی شده است.
مقدمه
زیان های ناشی از زلزله را می توان به سه دسته ی خرابی های فیزیکی مستقیم ، صدمات اجتماعی و زیان های اقتصادی تقسیم بندی کرد. به منظور کمّی سازی خرابی های فیزیکی مستقیم ، می توان شاخص های خرابی را تعریف نمود که متناظر با خرابی های ایجاد شده می باشند.خرابی های سازه ای هنگامی اتفاق می افتد که تغییر شکل های دائمی و بزرگ براثر بارهای وارده به سازه ، در آن ایجاد گردد.
میزان و شدت خرابی لرزه ای به مصالح و شکل سازه بستگی دارد.خرابی سازه ای در سیستم های شکل پذیر ، نظیر قاب های فولادی ، به تغییر شکل های غیرالاستیک تجمعی ، بستگی داشته ، اما در سیستم های نسبتاً ترد ، × نظیر ساختمان های با مصالح بنایی ، معمولاً رفتار برشی غالب بوده و خرابی را می توان برحسب تغییر شکل بیشینه بیان نمود.
خرابی در سازه های بتن مسلح به هر دوعامل تغییر شکل غیر الاستیک و تغییر شکل تجمعی تحت بارگذاری رفت و برگشتی×بستگی دارد. در نتیجه به منظور تعیین مقادیر واقعی تر برای خرابی باید علاوه بر بیشینه پاسخ غیر الاستیک ، تغییر شکل های غیرالاستیک تجمع یافته در حرکات رفت و برگشتی در نظر گرفته شود . شاخص های خرابی که فقط براساس تغییر مکان هستند ، خرابی تجمعی ناشی از حرکات رفت و برگشتی را در نظر نمی گیرند .یک مدل خرابی ، در صورتی واقعی می باشد که مقادیر آن همبستگی مناسبی با وضعیت خرابی مشاهده شده بعد از زلزله داشته باشد.
خرابی سازه ای به دو صورت محلی و کلی قابل بررسی است . شاخص های محلی ، مبین میزان خرابی در اعضای گوناگون بوده و شاخص های کلی ، وضعیت کل سازه یا بخش زیادی از آن را بیان می کنند. همچنین یک سری شاخص های خرابی در مقیاس طبقه تعریف شده است . شاخص های خرابی طبقه برای تعریف شاخص های کلی خرابی - برای کل سازه - قابل استفاده می باشند. همچنین با توجه به شاخص های محلی می توان شاخص هایی در مقیاس طبقات و نیز برای کل سازه تعریف نمود. ارائه شاخص برای خرابی موضوعی است که از سه دهه پیش توجه محققین را×بسوی خود جلب کرده است .
بدین منظور که با دانستن شاخصه های خرابی یک سازه می توان علاوه بر داشتن درک صحیح از رفتار آن ، نسبت به تبیین خطوط قرمز طراحی اقدام نمود. از دیگر سو برای کنترل وضع موجود یک سازه دانش نحوه خرابی آن برای ارائه برنامه های بهسازی الزامی است . به عبارت دیگر یافتن شاخص خرابی در یک سازه باعث آن می شود تا مشخص شود سازه مورد نظر تا چه حد در برابر نیرهای جانبی مانند زلزله پایداری دارد. این موضوع وقتی مهم تر می شود که قرار باشد برای یک منطقه برنامه بهسازی ارائه شود. در این صورت مدیر مقاوم ساز برنامه های با ریسک پایین تری را ارائه خواهد کرد.
پیشینه تحقیقات در زمینه مطالعه آسیب پذیری ساختمانها و تعیین شاخص خرابی به سالهای ابتدایی دهه هفتاد میلادی قرن گذشته باز می گردد .در همین سالها بود که مدلهای غیرخطی برای رفتار ساختمانها در برابر زلزله پیشنهاد گردید . ویتمن1 در سال 1972 با ارائه روشی ، اولین قدم را دراین راه برداشت .در این روش ، شدت حرکت زمین با مقیاس مرکالی اصلاح شده و خسارت زمین لرزه بوسیله نسبت هزینه ترمیم و مرمت به هزینه ساخت مجدد بیان شد . - Vassiliou,1975 - اوکادا و همکاران2 ، یکی از اولین ارزیابی های پژوهشی را در سال 1974 در این باره انجام داده اند .
این پژوهشگران روشی را برای ارزیابی ایمن لرزه ای ساختمانهای بتن آرمه کوتاه و بعنوان مطالعه موردی ساختمانهای آموزشی ارائه نمودند . در این روش ابتدا ایمنی یک ساختمان توسط یک روش ساده تحلیلی ارزیابی می شود. سپس چنانچه ساختمان الزامات ایمنی را ارضاء ننماید. با یک روش دقیق تر تحلیل می شود.این روش اسکرنینگ3 نامیده می شود و تا جایی که ایمنی سازه مشخص شود، ادامه می یابد. - . - Bertero & Brokken,1983,1337-1361
در سال 1975 ، روش ماتریس طیفی برای برآورد پتانسیل خسارت ساختمانها ارائه شد.در این روش خصوصیات حرکت زمین با سرعت طیف پاسخ بیان می شود و ظرفیت سازه ها با برش پایه در نقطه تسلیم تشریح می گردد. در پایان سرعت طیفی در برابر برش پایه محاسبه می شود. در این روش، خسارت کلی بصورت نسبتی از هزینه مرمت به هزینه ساخت مجدد تعبیر می شود.
در سال 1977 توسط تانگ4 با تعریف خسارت پذیری موضعی ، خسارت پذیری کلی و خسارت پذیری تجمعی ، در تعیین خسارت در ساختمانها گامی نوین در این زمینه برداشته شد . در این روش برای تعیین میزان ظرفیت انرژی جذب شده در اعضای بتن آرمه تحت اثر بارهای نوسانی ، شاخص کارایی پیشنهاد گردید. در روش پیشنهادی خسارت افزایشی در سیکل بصورت تابعی از نسبت شکل ، بار محوری بیشینه ، بار محوری و نسبت دهانه برشی تعریف می شود .
در سال 1979 توسط پارک5 با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیر خطی سازه ها، روشی جدید ارائه گردید .در این روش برای ساختمانهای واقعی، دو معیار کمی یعنی ظرفیت تغییر شکل نهایی اعضاء و ضرایب تاثیر اهمیت در نظر گرفته می شود .همینطور استفاده از اطلاعات تجربی برای خسارت پذیری ساختمانهای پیشین و نیز قضاوت مهندسی برای خسارت پذیری ساختمانها در آینده نیز پیشنهاد می گردد.
