فهرست مطالب

علوم و مهندسی زلزله - سال پنجم شماره 2 (تابستان 1397)
  • سال پنجم شماره 2 (تابستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/05/19
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مهدی ماهری پیرو، احمد میرهاشمی، مجید عباسی ، عبدالرضا قدس * صفحات 1-14
    در این مطالعه با استفاده از 48016 بیشینه دامنه ی رکوردهای مصنوعی لرزه نگاشت وود- اندرسون استخراج شده از شکل موج های مربوط به 2650 زلزله ی ثبت شده توسط لرزه نگاشت های مرکز لرزه نگاری کشوری وابسته به موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی مهندسی زلزله و شبکه های موقت دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، رابطه کاهندگی برای بزرگای محلی برای کل ایران به صورت زیر محاسبه شده است:که در این رابطه فاصله کانونی بر حسب کیلومتر و بیشینه دامنه جابه جایی موج برشی برحسب میلی متر است. داده های استفاده شده برای محاسبه رابطه بالا مربوط به زلزله های با فواصل کانونی 10 الی 800 کیلومتری است و در نتیجه رابطه محاسبه شده برای فواصل کانونی مساوی و کمتر از 800 کیلومتر معتبر است. در رابطه کاهندگی محاسبه شده، پارامتر پخش هندسی بیشتر از مقدار ارائه شده توسط رابطه هاتون و بور [1] است که پخش فوق کروی جبهه موج در فواصل نزدیک را نشان می دهد. در صورت عدم استفاده از داده های با فاصله کانونی کمتر از 60 کیلومتر، پارامتر پخش هندسی به مقادیر پخش کروی نزدیک می شود. مقادیر تصحیح ایستگاهی در محدوده ی 44/0- و 32/0 است. به طورکلی، برای بیشتر ایستگاه های واقع در زاگرس، البرز و شمال غرب ایران مقادیر تصحیح ایستگاهی منفی محاسبه شده است که نشان دهنده ی تقویت دامنه امواج برشی و برای بیشتر ایستگاه های ایران مرکزی و شمال شرق ایران تصحیح ایستگاهی مثبت به دست آمده است. رابطه ی کاهندگی به دست آمده برای ایران به طور قابل توجهی در فواصل نزدیک کانونی بزرگای متفاوتی از روابط مورد استفاده در مراکز زلزله نگاری ایران می دهد. با توجه به گسترش شبکه های لرزه نگاری ایران و افزایش ثبت زلزله ها در فواصل نزدیک کانونی، پیشنهاد می شود از رابطه ی محاسبه شده در این مطالعه برای تخمین بزرگای محلی در ایران استفاده شود.
    کلیدواژگان: بزرگای محلی، منحنی کاهندگی، تصحیح ایستگاهی، فلات ایران، زاگرس
  • محمد مجد پزشکی، حمید علی الهی* صفحات 15-33
    در این تحقیق، رفتار غیرخطی عوارض توپوگرافی تپه ای شکل در برابر هجوم امواج برشی SV با استفاده از برنامه اجزای محدود آباکوس1 و در قالب مطالعات پارامتریک مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل رفتاری استفاده شده در مدل سازی عددی بر اساس مدل غیرخطی سخت شونده کینماتیک با ضابطه گسیختگی وون- مایسز2 می باشد. در این راستا، ابتدا تپه ذوزنقه ای شکل3 با چهار ضریب شکل (SR) برابر 1/0، 3/0، 5/0، 7/0 و با زاویه شیب 45 درجه، مبنای مطالعات پارامتریک مد نظر قرار گرفته شده است. سپس جهت بررسی تاثیر شکل توپوگرافی تپه، علاوه بر تپه ذوزنقه ای، تپه ها با شکل های نیم سینوسی4 و نیم بیضی5 و با چهار ضریب شکل یاد شده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که رفتار غیرخطی خاک منجر به برآوردهای کمتر بزرگ نمایی امواج نسبت به رفتار خطی شده است. حداکثر مقادیر بزرگ نمایی تپه ها در ضرایب شکل مختلف در دو رفتار خطی و غیرخطی در تاج تپه ها ظاهر می شوند. همچنین مقادیر بزرگ نمایی غیرخطی در تپه های ذوزنقه ای با ضریب شکل 7/0 در فرکانس های پایین با اختلافی در حدود 15 درصد نسبت به مدل خطی، کاهش می یابند. با فاصله گرفتن از اطراف تپه به طرفین، پاسخ ها به سمت میدان آزاد بدون حضور عارضه تپه تمایل می یابند. همچنین در این تحقیق مقادیر PGA در عمق و نسبت امپدانس مصالح داخل تپه به بسترطبیعی مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: رفتار غیرخطی، توپوگرافی تپه، بزرگ نمایی، روش عددی، امواج مهاجم
  • مهزاد اسمعیلی فلک، هوشنگ کاتبی * صفحات 35-49
    روش انجماد مصنوعی زمین به عنوان یک روش بدیع مطرح می گردد که نه تنها از لحاظ فنی و اقتصادی قابل قبول است بلکه دوست دار محیط زیست بوده و در تمامی انواع خاک ها و شرایط آب زیرزمینی قابل استفاده است. هدف از این مطالعه، تحلیل و طراحی مکانیکی دیوار خاک منجمد تحت تاثیر کاهش دما و عبور بار ترافیکی می باشد. در این مطالعه با استفاده از مدل رفتاری موهر- کولمب اصلاح شده که با بهره گیری از نتایج آزمون های آزمایشگاهی بر روی خاک منجمد، صحت سنجی شده است، به شبیه سازی سه بعدی اجزای محدود دیوار خاکی منجمد و بررسی پارامتری آن توسط نرم افزار آباکوس پرداخته شده است. لازم به ذکر است که این پژوهش در قالب یک مطالعه موردی صورت گرفته و تمامی نمونه های آزمایشگاهی از گمانه های مطالعاتی خط 2 قطار شهری تبریز به دست آمده اند. مطابق نتایج آزمایش ها، رفتار نرم شونده در تمامی نمونه های خاک منجمد به وضوح مشاهده می شود و نمودارهای تنش-کرنش یک قله (Peak) و یک حالت پس ماند (Residual) از خود نشان می دهند. نتایج آزمایش سه محوری بر روی خاک منجمد نشان می دهند که با کاهش دما مقاومت برشی خاک ماسه ای بددانه بندی شده منجمد به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. نتایج تحلیل های عددی نشان می دهند که تغییرمکان جانبی دیوار خاک منجمد تحت تاثیر گودبرداری به سمت داخل گود در مقطع وسط دیوار بیشتر از مقطع تکیه گاه دیوار بوده و تاثیر عبور بار ترافیکی بر روی مقطع وسط دیوار و افزایش تغییرمکان جانبی آن بیشتر از مقطع تکیه گاه دیوار می باشد. همچنین قابل ملاحظه است که کاهش دما از تا تاثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش تغییرمکان جانبی دیوار خاک منجمد در مقطع تکیه گاه ندارد (حدود 2 تا 3 %) ، در حالی که در مقطع وسط دیوار کاهش دما در محدود مذکور تا حدود 13% منجر به کاهش تغییرمکان جانبی دیوار خاک منجمد به سمت گود می گردد.
    کلیدواژگان: انجماد مصنوعی خاک، روش اجزای محدود، آزمایش فشار سه محوری، بار ترافیکی، متروی تبریز
  • مهتاب شیروی، محسن احمدنژاد، سیدمجتبی موسوی* صفحات 51-60
    خرابی های به جامانده از زلزله های سال 1999 ترکیه و تایوان علاقه مندی به بررسی رفتار ساختمان ها در برخورد با گسیختگی سطحی ناشی از گسل ها را بیشتر نمود. در این خصوص تحقیقات زیادی برای پی بردن به وضعیت اندرکنش موجود بین گسیختگی گسل و پی های سطحی انجام شد؛ هم اکنون در ایران و بسیاری از کشورهای دنیا ساختمان های ساخته شده و یا در حال ساختی هستند که احتمال برخورد گسیختگی ناشی از گسل ها با آنها با توجه به وجود عدم قطعیت ها در رخنمون محل دقیق گسلش سطحی وجود دارد. از این رو با بررسی هر چه بیشتر خطرات ناشی از گسلش در اندرکنش با پی های سطحی می توان به ساخت وساز بر روی یا مجاور گسل ها کمک نمود و ابهامات موجود در این زمینه را تا حد زیادی مرتفع نمود. در تحقیق حاضر با توجه به محدودیت هایی که آیین نامه های لرزه ای جهت ساخت وساز در پهنه های گسلی در نظر گرفته اند و ارزیابی شواهد میدانی موجود از زلزله های گذشته به بررسی عددی مخاطرات گسلش سطحی معکوس بر ساختمان ها پرداخته می شود. با توجه به شواهد میدانی برداشت شده در زلزله های گذشته، موقعیت قرارگیری ساختمان ها و بار سازه از نقش ویژه ای در ایجاد خسارت در سازه ها هنگام وقوع گسلش سطحی برخوردار است که در تحقیق حاضر، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مطالعات حاضر نشان می دهد که محدودیت های آیین نامه ای از قبیل فاصله مجاز جهت ساخت و ساز در پهنه های گسلی فعال، الزاما منجر به حصول ساخت و سازی ایمن نمی گردد.
    کلیدواژگان: مدلسازی عددی، گسلش سطحی معکوس، پی
  • سید یونس جباری، محسن بزرگ نسب، رضا تقی پور * صفحات 61-72
    در این مقاله به بررسی اثر نوع پالس سرعت رکوردهای زمین لرزه های حوزه نزدیک گسل و پارامترهای تاثیرگذار آنها بر پاسخ سازه پرداخته شده است. بدین منظور، سد دو قوسی ماروپوینت در نرم افزار سالیدورکس مدل سازی گردیده و در نرم افزار آباکوس و با در نظر گرفتن اندرکنش سد- مخزن- فونداسیون و رفتار غیرخطی بتن مورد تحلیل غیرخطی قرار گرفت. در این تحقیق، پالس های موجود در رکوردهای حوزه نزدیک به دو نوع B و C تقسیم شده اند. جهت بررسی اثرات نوع پالس های رکوردهای حوزه نزدیک، رکوردهای مورد بررسی به دو گروه با بیشینه شتاب مقیاس شده یکسان و انرژی نسبتا یکسان طبقه بندی گردیدند. در گروه اول که بیشینه شتاب زمین، شدت آریاس و بیشینه جابه جایی یکسان بوده است، نتایج حاصله حاکی از پاسخ بیشتر رکوردهای پالس گونه نوع C می باشد. در گروه دوم نیز، بررسی ها نشانگر مخرب تر بودن رکوردهای پالس گونه از نوع C در حالت کلی است. بررسی های بیشتر همچنین نشانگر تاثیرگذاری نسبتا زیاد دو پارامتر «شدت آریاس» و «مدت اثر پالس» در میزان پاسخ حاصله از رکوردها در حالت یکسان بودن انرژی رکوردهاست. همچنین در حالت یکسان بودن نسبی پارامترهای فوق، سایر پارامترها نظیر بیشینه جابه جایی و… تاثیرگذار نشان داده اند.
    کلیدواژگان: سد بتنی قوسی، تکانه های حوزه نزدیک گسل، رکوردهای پالس گونه، انرژی زلزله، شدت آریاس، مدت اثر پالس
  • محمد خوش نام، علی خیرالدین، محمد ایمان خداکرمی * صفحات 73-89
    با توجه به عدم وجود روابط و ضوابطی مشخص در مورد سازه های فولادی دارای قاب خمشی و مهاربند همراه با سیستم باربر ناموازی در آیین نامه های ایران، لزوم بررسی رفتار این گونه سازه ها مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این مقاله با مدل سازی سه بعدی سازه های فولادی با شش نوع پلان که هرکدام بیانگر مقداری از ناموازی بودن سیستم باربر هستند در مجموع 18 مدل آماده شده، سازه ها تحت دو نوع بارگذاری دینامیکی خطی و بار افزون مورد بررسی و مطالعه قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که با افزایش ناموازی بودن سیستم باربر، پیچش سازه ها نیز افزایش می یابد. این افزایش برای سازه های کوتاه مرتبه تا 18 برابر و برای سازه های میان مرتبه تا پنج برابر بیشتر از سازه های موازی است. اعمال بارگذاری در امتداد سیستم باربر ناموازی نتایج غیر قابل انتظاری را موجب می شود. افزایش ارتفاع سازه باعث کاهش پیچش در دیافراگم می شود. بیشترین پیچش دیافراگم مربوط به طبقه ای است که در ارتفاع 60 الی 70 درصد از تراز پایه ساختمان قرار دارد. در بارگذاری هایی که در راستای عمود بر سیستم باربر ناموازی صورت می گیرد، پیچش دیافراگم ها در حالت الاستیک و غیر الاستیک تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند، درصورتی که با بارگذاری در جهت دیگر این تغییرات برای حالت غیر الاستیک گاهی تا بیش از 50 برابر حالت الاستیک است.
    کلیدواژگان: سیستم باربر ناموازی، قاب خمشی فولادی، مهاربند همگرا، پیچش دیافراگم، تحلیل دینامیکی خطی، تحلیل بار افزون
  • رضا میلانچیان، محمود حسینی *، مسعود نکویی صفحات 91-104
    در این پژوهش، جداسازی لرزه ای قائم یک ساختمان به دو زیرسازه با مشخصات دینامیکی متفاوت با هدف کاهش پاسخ لرزه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور یک قاب برشی با میراگر ویسکوز و ویسکوالاستیک به دو زیرسازه تفکیک شده و پاسخ لرزه ای سازه اصلی و سازه های جداسازی شده قائم (س. ج. ق.) برای تعداد قابل توجهی از نسبت های جرم و سختی زیرسازه ها نسبت به سازه اصلی، تحت تحریک زلزله هایی با پریود غالب کمتر از نیم ثانیه و بیشتر از نیم ثانیه محاسبه شده است. در این مطالعه دستگاه مختصات جداسازی و نمودارهای کانتوری معرفی شده که نحوه پاسخ لرزه ای س. ج. ق. را بیان می کند و بر اساس آن سه حالت جداسازی جرمی، اندرکنشی و کنترل جرمی از هم تمیز داده شده است. همچنین اثر متقابل نسبت های جداسازی و مشخصات میراگرهای ارتباطی شامل سختی و میرایی، بر کنترل پاسخ س. ج. ق. مورد بررسی قرار گرفته و محدوده های مناسبی از مشخصات میراگرها و همچنین محدوده های بهینه از نسبت های جداسازی پیشنهاد شده است. در انتها تاثیر جداسازی در یک ساختمان برشی 5 طبقه مطالعه شده است. نتایج دلالت بر آن دارد که با به کارگیری جداسازی قائم، کاهش پاسخ لرزه ای تا 40 درصد در زیرسازه نرم و حتی بیشتر از آن در زیرسازه سخت قابل دستیابی است.
    کلیدواژگان: جداسازی لرزه ای قائم، میراگرهای ویسکوز و ویسکوالاستیک، کاهش پاسخ لرزه ای، روش عددی رونگه-کوتا، میرایی نامتناسب
  • محسن گرامی، امیرحسام مشایخی، نوید سیاه پلو * صفحات 105-117
    زلزله های حوزه نزدیک گسل که حاوی اثرات جهت پذیری پیش رونده1 هستند به دلیل وجود پالس در رکورد سرعت، باعث ایجاد نیازهای قابل توجهی بر قاب های فولادی، در مقایسه با زلزله های معمولی می شوند. بنابراین بررسی رفتار قاب های فولادی و همچنین اثرات مودهای بالاتر تحت زلزله های حوزه نزدیک گسل ضروری است. به همین منظور تعداد پنج قاب خمشی فولادی با شکل پذیری متوسط و تعداد 4، 7، 10، 15 و 20 طبقه، تحت 20 شتاب نگاشت دور و نزدیک گسل با اثرات جهت پذیری پیش رونده، مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت با بررسی پاسخ های ارتجاعی سازه تک درجه آزاد (SDOF) تحت شتاب نگاشت های مورد بررسی، ضرایب تبدیل پاسخ سازه SDOF به MDOF ارائه شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که اثرات مودهای بالاتر تحت زلزله های دور از گسل در مقایسه با زلزله های نزدیک گسل بیشتر است. همچنین در حدود 30 تا 50 درصد از ارتفاع سازه در طبقات فوقانی، زاویه دریفت حاصل از زلزله های نزدیک گسل با اثر جهت پذیری پیش رونده، بیشتر از زلزله های دور از گسل است.
    کلیدواژگان: اثرات مودهای بالاتر، نزدیک گسل، جهت پذیری پیش رونده، سازه یک درجه آزاد، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی
  • کاوه فرجی نجارکلایی، مجید محمدی *، نادر فنایی صفحات 119-132
    هدف اصلی این مطالعه بررسی تاثیر بار قائم بر رفتار جانبی قاب میان پر1 فولادی با مصالح بنایی به هنگام زلزله است. در این راستا یک مطالعه آزمایشگاهی که شامل دو نمونه قاب فولادی میان پر با مصالح بنایی تحت اثر بار جانبی و قائم می باشد، برای بررسی انتخاب شده است. نمونه اول تحت اثر بار جانبی و نمونه دوم تحت اثر بار جانبی و بار قائم قرار گرفته است. مدل اجزای محدود این دو نمونه آزمایشگاهی ساخته شده و بر اساس نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده اند. سپس مدل صحت سنجی شده برای انجام مطالعه پارامتریک استفاده شده است. نتایج نشان دهنده ی آن است که حدودا بیشتر از 60 درصد بار وارده بر میان قاب به دیوار می رسد و بقیه آن توسط تیر بالایی به ستون ها منتقل می گردد. بر اساس نتایج، مقاومت جانبی نهایی و سختی قاب میان پر با افزایش بار قائم بر میان قاب تا 200 کیلونیوتن (که 128 کیلونیوتن آن معادل 7/6 درصد مقاومت فشاری آجرکاری به دیوار بنایی می رسد) به ترتیب 15 و 50 درصد افزایش پیدا می کنند. اما مقاومت جانبی بعد از افزایش بار قائم از 7/6 درصد به 2/10 درصد مقاومت فشاری آجرکاری کاهش می یابد. سختی نیز بعد از رسیدن بار قائم از 2/10 درصد به 7/13 درصد مقاومت فشاری آجرکاری تغییر چندانی پیدا نمی کند. می توان گفت که بار قائم تا مقدار مشخصی باعث افزایش سختی و مقاومت جانبی میان قاب خواهد شد و بعد از آن مقدار سختی تقریبا ثابت باقی می ماند و مقاومت جانبی نهایی کاهش پیدا می کند.
    کلیدواژگان: میان قاب بنایی، قاب فولادی، بارگذاری قائم، بارگذاری جانبی، مدل سازی اجزاء محدود
  • مصطفی شهریاری، مرتضی بسطامی * صفحات 133-150
    عملکرد جوامع در چگونگی بازگشت به شرایط تعادل مهم‏ترین بخش در وقوع یک رخداد است که یکی از شرایط اساسی جوامع پایدار می‏باشد. در این مقاله شاخص پایداری جوامع و کشورها در زلزله ها با در نظرگرفتن انواع پارامترهای دخیل ارائه خواهد شد. هدف نگاهی وسیع‏تر به عوامل و نیز نقش آنها در میزان مدل پایداری می باشد. این عوامل شامل فاکتورهای اجتماعی، اقتصادی، توسعه یافتگی، مهندسی و مشخصات لرزه ای می باشد. با کمک روش رگرسیون‏گیری خطی چندگانه، ابتدا تاثیرگذاری هر یک از متغیرها بررسی شده که این موضوع بر اساس آزمون های آماری برای ارزیابی معنی داری انجام شده است. در ادامه متغیرهای مستقل مربوطه مشخص و با توجه به روابط ارائه شده، شاخص ناپایداری اجتماعی کشورها، تعیین خواهد شد. در گام بعد نرخ نفوذ اختلال که نسبتی از زمان بازسازی خسارات زلزله به ضریب ناپایداری است، مشخص خواهد شد. این پژوهش ضمن موثر دانستن شاخص فساد، شاخص پایداری را متاثر از سه پارامتر، ضریب ناپایداری اجتماعی موجود، میزان تلفات و خسارات زلزله و مدت زمان بازسازی ارائه داده‏ است.
    کلیدواژگان: شاخص پایداری، نرخ تلفات و خسارات زلزله، شاخص شفافیت، شاخص جینی