پژوهشنامه زلزله شناسی و مهندسی زلزله
سال نوزدهم شماره 3 (پیاپی 73، پاییز 1395)

در این مطالعه پارامترهای انتخاب، روش هم پایه نمودن و مقیاس شتاب نگاشت ها مطابق ویرایش های سوم و چهارم استاندارد 2800 ایران و آیین نامه ASCE مورد بررسی قرار گرفته است، به طوری که در طی دو مطالعه ی موردی نمودار میانگین هفت زلزله با طیف هدف آیین نامه های مورد بحث هم پایه و مقیاس شده اند و پاسخ لرزه ای یک پل و یک ساختمان در برابر زلزله های هم پایه شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مطالعات حاکی از آن است که پاسخ سازه ها در برابر هرکدام از زلزله های منتخب می تواند نسبت به یکدیگر تفاوتی قابل توجه داشته باشند. اما جهت جلوگیری از رفتار متناقض و سلیقه ای طراحان و همسو نمودن دیدگاه آنها به منظور انتخاب زلزله های مناسب و تکامل روش هم پایه نمودن و مقیاس شتاب نگاشت ها جهت طراحی لرزه ای سازه ها در پایان نکاتی قابل تامل ارائه شده است که از جمله ی آن می توان به در نظر گرفتن هم زمان بزرگا، PGA و حدودی طبقه بندی شده از مدت زمان حرکات شدید زمین برای انتخاب زلزله ها اشاره نمود. علاوه بر موارد یاد شده به منظور انتخاب زلزله ها توجه به محتوای فرکانسی شتاب نگاشت ها و شکل طیف ها نیز از اهمیت خاصی برخوردار است. به منظور هم پایه نمودن و مقیاس شتاب نگاشت ها در نظر گرفتن محدوده هایی طبقه بندی شده بسته به کارایی و اهمیت سازه برای حد مجاز بالاتر بودن طیف میانگین زلزله ها نسبت به طیف هدف آیین نامه ها و همچنین اعمال اینکه طیف میانگین در تمام لحظه ها یا حداقل در محدوده زمانی T2/0 تا T5/1 بالاتر از طیف هدف باشد بسیار حائز اهمیت است. با اعمال موارد بیان شده کاستی های روش انتخاب، هم پایه نمودن و مقیاس شتاب نگاشت ها تا حدودی مرتفع خواهند شد و از پراکندگی و عدم انطباق پاسخ لرزه ای سازه ها با شرایط واقعی سازه و ساختگاه جلوگیری خواهد شد.

تحریک های لرزه ای باعث ایجاد نوسانات در مایعات موجود در مخازن شده که این نوسانات در نوع هوایی افزایش جابه جایی های نسبی پایه ی مخازن را به دنبال دارد. چنانچه این ارتعاشات از حد معینی تجاوز کنند، موجبات تخریب سازه ی مخازن یا پایه فراهم می گردد و نیز در مخازن هوایی موجب بروز ناپایداری کلی سیستم سازه ای می شود، که این مسئله در تحریک های نزدیک گسل بسیار جدی تر است. استفاده از جداگرهای پایه این امکان را فراهم می آورد تا با قرارگیری در زیر سازه و پایه، ارتعاشات ناشی از زمین لرزه در سازه کاهش یابد. در این مقاله از جداگرهای غیرخطی لاستیکی با هسته ی سربی برای جداسازی مخزن و پایه از زمین استفاده شده است. ازآنجاکه حضور جداساز، جابه جایی های نسبی خصوصا در تحریک های گسل نزدیک را به همراه دارد از میراگر MR به عنوان نمونه ای از میراگرهای نیمه فعال برای کاهش پاسخ تغییر مکان کف پایه و نیز سطح جداگر استفاده شده است. برای مطالعه دقیق پاسخ های لرزه ای، مخزن هوایی کف جدای نیمه فعال تحت سه تحریک نزدیک گسل و یک تحریک دور از گسل با مولفه های در دو راستای افقی عمود بر هم قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند حضور میراگر MR کاهش قابل ملاحظه ای در مقادیر تغییرمکان کف به وجود آورده است که موجب افزایش پایداری سازه نیز خواهد شد. از طرفی ارتعاشات وارد به مخزن هوایی کف جدای حاوی سیال که از طریق برش پایه مقایسه می شود، نسبت به مقادیر متناظرش نیز کاهش یافته است.

یکی از سیستم های متداول سازه ای مقاوم در برابر بارهای لرزه ای در سازه های فولادی، سیستم قاب خمشی به همراه مهاربند فلزی است. تحلیل و طراحی این گونه سازه ها و بررسی رفتار لرزه ای مهاربندها به منظور حصول اطمینان از رفتار و عملکرد مناسب آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله به بررسی رفتار غیرخطی سازه های فولادی 4، 6، 9، 12 و 15 طبقه با سیستم مهاربند فولادی هم محور ضربدری پرداخته شده است. سازه های مورد نظر تحت سه نگاشت زلزله طبس، ال سنترو و نورثریج با کمک نرم افزار PERFORM-3D مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرارگرفته اند. در این تحلیل نتایج حاصل از حداکثر تغییر مکان بام و طبقات، حداکثر نسبت نیاز به ظرفیت ستون ها و مهاربندها و... بر اساس سطوح مختلف خطر برای هر نگاشت زلزله مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد پاسخ سازه ها در برابر زلزله طبس بیشتر و DCR ستون ها و مهاربندها در سطح 1 قابل پذیرش و در سطح 2 غیرقابل پذیرش است.

یکی از مهم ترین اجزای قاب های خمشی فولادی، اتصالات هستند زیرا مفاصل پلاستیک در هنگام زلزله های شدید در نزدیکی اتصالات تشکیل می شوند. این اتصالات باید به گونه ای رفتار نمایند تا مفاصل پلاستیک، امکان استفاده از حداکثر ظرفیت جذب انرژی خود را داشته باشند. در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، شش اتصال به عنوان «اتصالات گیردار از پیش تایید شده» معرفی شده است که ویژگی های فوق را دارا هستند. با این وجود، اتصالات گیردار دیگری وجود دارند که پتانسیل شرایط اتصالات گیردار از پیش تایید شده را دارند. در این مقاله یک اتصال گیردار جدید با عنوان اتصال گیردار مستقیم تیر به ستون تقویت شده (به کمک ورق های روسری و زیرسری) معرفی می شود و مشخصات آن برای ایفای یک اتصال مناسب ارائه می گردد. همچنین محل تشکیل مفصل پلاستیک و ناحیه حفاظت شده برای آن تعیین می شود. برای نیل به اهداف تحقیق، اتصال پیشنهادی در محیط نرم افزار آباکوس مدل سازی شده و وضعیت پذیرش آن به عنوان اتصال گیردار بررسی می شود. در تحلیل این اتصال از بارگذاری چرخه ای استفاده می شود و معیارهای آئین نامه های معتبر لرزه ای برای احراز شرایط اتصال از پیش تایید شده مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که اتصال پیشنهادی برای قاب های خمشی متوسط و زیاد قابل استفاده است و شرایط لازم را برای جذب انرژی داراست.

رخداد زمین لرزه های گذشته در کشورهای زلزله خیز و بررسی های انجام شده توسط محققین و مهندسین در حوزه های مختلف مهندسی زلزله و زلزله شناسی، جوامع علمی را به سوی روش های گوناگون کاهش خطر، کاهش جابه جایی ماندگار و آسیب پذیری و تقلیل هزینه ها سوق داده است. در طول دهه های گذشته محققین سازه و زلزله، سیستم های لرزه ای جدیدی را معرفی کرده اند که به سیستم های مرکزگرا یا برگشت پذیر معروفند. هدف از این مطالعه، رفتارسنجی سازه و کاهش خسارات مالی و جانی تحت تاثیر تغییرات مولفه قائم شتاب در ساختمان های مهاربند فولادی با حرکت گهواره ای است. بدین منظور، ابتدا با انجام تحلیل های دینامیکی غیرخطی به مطالعه عملکردی قاب فولادی مهاربندی برگشت پذیر سه طبقه پرداخته می شود. سپس با اعمال تغییرات مولفه قائم زلزله یک سری از پاسخ های سازه مانند شتاب قائم، میزان بلند شدگی، سطح عملکرد و... مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. در این مقاله با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی بر قاب سه بعدی سه طبقه مهاربندی شده و تغییر در مولفه قائم شتاب زلزله حوزه نزدیک گسل، زلزله لوماپریتا با بزرگای 93/6 ریشتر، به بررسی معایب و مزایای سیستم های گهواره ای پرداخته می شود. به طور کل با افزایش مولفه قائم زلزله شتاب قائم در هر دو سیستم گیردار و گهواره ای افزایش پیدا می کند. میزان بلند شدگی در سیستم گیردار برابر صفر است، در سیستم گهواره ای افزایش مولفه قائم زلزله تاثیر زیادی بر روی میزان بلند شدگی و فرورفتگی ندارد.

ایران کشوری است که بر روی کمربند زلزله خیز دنیا واقع شده است. از این رو همه ساله وقوع زلزله موجب خسارات مستقیم و غیر مستقیم به تاسیسات و لوله های رو زمینی می شود؛ بنابراین، ارزیابی تاسیسات و لوله های رو زمینی تحت بار زلزله امری ضروری است. یکی از راه های موثر برای مقابله با اثرات مخرب زلزله بر روی لوله های رو زمینی انتقال آب، استفاده از اتصالات انعطاف پذیرمی باشد. در این مقاله نیز سعی شده است اثر زلزله بر روی لوله های رو زمینی با استفاده از روش شبه استاتیکی بررسی شود. بدین منظور در ابتدا پس از معرفی سازوکارهای مختلف شکست در لوله های رو زمینی در اثر بار زلزله، نحوه ی مدل سازی مسئله تشریح شده است. در ادامه اختلاف جابه جایی وارده در دو انتهای لوله در محل اتصال با مخزن با استفاده از روش تفاضل محدود (FDM) در نرم افزار FLAC3D تعیین شد. سپس رفتار لوله ها در محل اتصال به سازه با ساخت چند مدل مجزا و حل عددی به روش اجزاء محدود (FEM) در نرم افزار SAP2000 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج عددی نشان دادند که تنش های ایجاد شده در لوله-های رو زمینی در هنگام استفاده از اتصالات انعطاف پذیرتا 10 برابر نسبت به اتصالات سخت کاهش می-یابد و با استفاده از این روش می توان ایمنی لوله های رو زمینی را تامین کرد.