پژوهشنامه زلزله شناسی و مهندسی زلزله
شماره 1 (پیاپی 23، بهار 1383)

مخازن هوایی تاسیسات مهمی هستند که در زمین لرزه های گذشته آسیبهای فراوانی دیده اند. در این مقاله نخست رفتار لرزه ای مخازن هوایی بتنی با پایه های شفتی و قاب خمشی، آسیبهای وارده، مکانیزم خرابی و رفتار پیچشی به صورت تحلیلی و عددی بررسی و نشان داده شده است که بزرگنمایی پاسخ پیچشی در بیشتر مخازن هوایی رخ می دهد و می تواند باعث تخریب کلی سازه شود. برای ملحوظ نمودن اندرکنش مایع و سازه نیز از حل معادلات دیفرانسیل حرکت سیال به صورت تحلیلی و معرفی جرم ضربه ای و نوسانی مایع بهره گرفته شده است. آنگاه به چگونگی مدلسازی مخازن هوایی با در نظر گرفتن اندرکنش مایع و سازه، رفتار غیرخطی پایه و روش های آیین نامه ای پرداخته شده است. در پایان نیز با مدلسازی یک نمونه از مخازن هوایی بتنی، روش های تحلیلی و آیین نامه ای با یکدیگر مقایسه شده اند و چالش های موجود در روند تحلیل و طراحی این سازه ها مشخص شده است.

زمین لرزه بم با بزرگای Mw=6.5 در ساعت 1:56:56 روز جمعه 5/10/1382 به وقوع پیوست. بر اثر وقوع این زمین لرزه بیش از 26500 نفر از اهالی شهر بم و اطراف جان خود را از دست دادند. به لحاظ اهمیت این زمین لرزه، برای شناسایی هرچه بهتر کانون و پارامترهای مربوط به آن از اطلاعات لرزه ای ثبت شده در شبکه دورلرزه IRIS استفاده شده است. فازهای لرزه ای مورد استفاده در این بررسی به گونه ای انتخاب شده اند که حاوی کمترین اثر کاهندگی باشند؛ لذا، از سیگنال هایP ثبت شده در فواصل ایستگاهی 30 تا 90 درجه که از جبه عبور کرده و به ایستگاه رسیده اند استفاده شده است. گشتاور لرزه ای محاسبه شدده برابر و Mo=3.19x1025dyn.cm تانسورهای گشتاوری آن 1025dyn.cmمحاسبه شده است. ژرفای کانونی محاسبه شده تقریبا 8 تا 10 کیلومتر و شکستگی اولیه در کانون طی 2 تا 3 ثانیه صورت پذیرفته است.

روش های استاتیکی غیرخطی در تحلیل عملکرد لرزه ای سازه ها به دلیل مفاهیم و محاسبات ساده تر در مقایسه با روش تحلیل غیرخطی دینامیکی تاریخچه زمانی، از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در این مقاله به معرفی روش استاتیکی غیرخطی طیف نقطه تسلیم در تحلیل عملکرد لرزه ای سازه ها و الگوریتمی مبتنی بر تحلیل استاتیکی فزاینده در ترکیب با روش طیف نقطه تسلیم برای محاسبه شاخصهای تغییرمکان نسبی سازه های فولادی پرداخته شده است. این الگوریتم که مبتنی بر تحلیل استاتیکی فزاینده است، نواقص روش استاندارد طیف نقطه تسلیم که مبتنی بر اشکال ارتجاعی مدی است را رفع می نماید و علی رغم وجود خطا نسبت به روش دقیق تحلیل غیرخطی دینامیکی تاریخچه زمانی، در سازه های مختلف با ملحوظ نمودن منحنی های ظرفیت مدی بالاتر، از دقتهای بهتر و قابل قبولتری برخوردار است. شاخصهای تغییرمکان نسبی برای پنج نوع سازه فولادی با تعداد طبقات، دوره تناوب و ضرایب تاثیر مدی متفاوت به دست آمده است. علاوه بر آن، به منظور گسترش این روش به سازه های جرم گسترده، 28 نمونه دودکش فولادی برای 7 شتابنگاشت در سطوح مختلف شتاب، تحلیل و نتایج آن با روش دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی مقایسه شده است.

در این تحقیق اثر ارتعاشات حاصل از حرکت قطار در تونل مترو با استفاده از اندازه گیری های خردلرزه سنجی در ایستگاه حسن آباد متروی تهران بررسی شده است. در این راستا، ابتدا امواج خردلرزه در ایستگاه حسن آباد در سطوح مختلف اندازه گیری شده است. سپس امواج ثبت شده با استفاده از تحلیل نسبت طیفی در حوزه فرکانس تحلیل و فرکانس غالب ارتعاش آن تعیین شده است. علاوه بر آن، اثر ساختگاه بر مشخصات طیفی حرکت قطار نیز بررسی و تحلیل شده است. بدین منظور، تابع نظری اثر ساختگاه با استفاده از مشخصات ژئوتکنیکی خاک محل، تعیین و با تابع تحلیلی مقایسه شده است. نتایج این مقایسه بیانگر تاثیر ساختگاه بر مشخصات ارتعاشی حرکت قطار در محدوده فرکانس 15 هرتز می باشد.

استفاده از میراگرهای مایع تنظیم شده یکی از روش های کنترل غیرفعال در سازه ها می باشد که از اواسط دهه 1980 میلادی برای کنترل ارتعاشات سازه های مهندسی عمران به کار رفته است. این سیستم حاوی یک یا چند مخزن آب است که در قسمت بالای سازه نصب و از تلاطم آب در آنها برای کاهش نوسانات سازه استفاده می شود. میراگرهای مزبور باید نسبت به فرکانس طبیعی مد اول سازه تنظیم شوند؛ بنابراین مشخصات میراگر (ابعاد مخزن و عمق آب درون آن) باید به گونه ای انتخاب شده باشد که فرکانس نوسانات آب در داخل میراگر با فرکانس ارتعاشات سازه هماهنگ شود. نیروی کنترلی برای کاهش ارتعاشات سازه، از اختلاف فشار ناشی از تفاوت رقوم سطح آزاد مایع در جداره های انتهایی ظرف به دست می آید که به صورت یک نیروی برشی در کف مخزن ظاهر می شود. برای محاسبه نیروی کنترل ناشی از میراگرهای مایع تنظیم شده باید وضعیت سطح آزاد آب را در زمانهای مختلف به دست آورد. برای این منظور، معمولا از روش های عددی اجزای محدود و یا اختلاف محدود استفاده می شود. در این مقاله، استفاده از میراگرها برای کنترل غیرفعال سازه ها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.