مطالعه و ارزيابي روش تحليل تاريخچه زماني با مقياس كردن زلزله‌هاي انتخاب شده سازگار با طيف طراحي استاندارد ASCE 7

كارشناسي ارشد

تحليل تاريخچه زماني روشي است كه براي تعيين پاسخ لحظه‌اي سازه تحت شتاب زلزله وارد به پي سازه (كه به آن شتاب‌نگاشت گفته مي‌شود) به كار مي‌رود. شتاب‌نگاشت بايد تا حد امكان نمايانگر حركت واقعي زمين در ساختگاه باشد. به دليل اينكه اگر سازه تحت زلزله‌هايي ناسازگار با طيف طراحي ساختگاه قرار داده شود داراي پراكندگي زيادي مي‌باشد، اين روش تحليل نيازمند به مقياس كردن زلزله‌ها براي سازگار كردن با طيف طراحي است. انگيزه اصلي‌ اين تحقيق در مورد چگونگي سازگارسازي شتاب‌نگاشت‌هاي انتخاب شده با طيف طراحي است. در گذشته محققين بسياري روش‌هايي براي انتخاب و اصلاح ركوردها ارائه كرده‌اند، ولي اكثر اين روش‌ها ماهيت فيزيكي زلزله را دچار تغيير كرده و يا به نوعي روش مقياس ارائه شده محافظه كارانه بوده است. اين مطالعه به بررسي و ارزيابي ضرايب مقياس ارائه شده توسط روش‌هاي موجود به ويژه روش آيين‌نامه ASCE۷-۰۵ مي‌پردازد، همچنين روش جديدي كه حاوي اثرات پارامتر شكل طيفي زلزله است براي مقياس كردن زلزله‌هاي انتخابي به منظور سازگار شدن با طيف طراحي منطقه به گونه‌اي كه رفتار سازه در سطح عملكرد ايمني جاني باقي بماند، ارائه مي‌شود. در اين پايان‌نامه ۲۸ سازه بتن مسلح (كه قبلا توسط هسلتون طراحي شده است) با برنامه كامپيوتري OpenSees به صورت دوبعدي مدل‌سازي شده و براي ۱۰۰ شتاب‌نگاشت‌ زلزله‌هاي حوزه دور (far-field) مورد مطالعه قرار داده شده است. يك مدل شاخص (indicator) شكل طيفي در برگيرنده ميانگين سهم شتاب‌هاي طيفي در پريود مود اول سازه و پريود افزايش‌يافته تحت رفتار غيرخطي سازه دستاورد كليدي اين پايان‌نامه مي‌باشد. شاخص شكل طيفي ارائه شده داراي رابطه خطي با شتاب طيفي مود اول سازه با ضريب تعيين ۰.۹ (متوسط R^۲ براي ۲۸ سازه) مي‌باشد. اين پريود افزايش‌يافته با استفاده از الگوريتم بهينه‌يابي چند هدفه MSSA به طوري تعيين شده است كه شاخص شكل طيفي محاسبه شده به طور همزمان با پاسخ سازه تحت اثر زلزله و همچنين شتاب طيفي مود اول سازه ارتباط قوي دارد. نتايج اين مطالعه با روش‌هاي متعارف ديگر نظير روش مقياس كردن بر اساس آيين‌نامه لرزه‌اي آمريكا (ASCE ۷-۰۵)، روش طيف متوسط شرطي (CMS) و روش طيف شرطي (CS) مقايسه شده است. در حاليكه ساير روش‌ها ممكن است ضريب مقياسي را ارائه دهند كه سبب فروريختگي سازه‌ها شود، ركوردهاي مقياس شده از طريق روش ارائه شده رفتار سازه را در سطح عملكرد ايمني جاني قرار مي‌دهد و باعث فروريختگي سازه‌ها نمي‌شود. ضرايب مقياس بدست آمده از اين روش نسبت به ساير روش‌ها مقادير كوچك‌تري را ارائه مي‌دهد. مقادير پاسخ سازه تحت مجموعه ركوردهاي مقياس شده توسط اين روش داراي پراكندگي كمتري نسبت به ساير روش‌ها مي‌باشد كه نشان‌دهنده انحراف كمتري در پاسخ سازه‌ها است و منجر به اعتماد بيشتر در پيش‌بيني پاسخ‌هاي متوسط براي تعداد معيني از زلزله‌هاي ورودي‌ مي‌شود. واژه‌هاي كليدي: تحليل تاريخچه زماني، مقياس شتاب‌نگاشت، شكل طيفي، آيين‌نامه ASCE ۷-۰۵ ، حوزه‌ي دور، پريود افزايش‌يافته

192531

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر احمد نيكنام

زلزله

دكتر مصطفي خانزادي