فهرست مطالب

علوم و مهندسی زلزله - سال ششم شماره 1 (بهار 1398)
  • سال ششم شماره 1 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/03/30
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سمانه کاظمی، حمید زعفرانی * صفحات 1-11
    به دلیل برهم‌کنش چشمه های لرزه زا، وقوع یک زلزله احتمال وقوع زلزله های آینده را در منطقه تحت تاثیر قرار می دهد. در این مطالعه احتمال وقوع زلزله های با بزرگای Mw≥5.8 بر اساس مدل های وابسته به زمان بی پی تی و ویبل برای دوره 10، 30 و 50 ساله در بخشی از منطقه زاگرس ارزیابی شده است. ابتدا تغییرات تنش کولمب ناشی از برهم-کنش زمین لرزه ها در هر گسل محاسبه شده است. سپس اثر این تغییر تنش در احتمال وقوع زلزله های مشخصه5 برحسب هر دو اثر دائمی (تغییر زمان) و گذرا (نرخ- حالت) تغییرات تنش کولمب ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد که مدل ویبل احتمال بالایی از وقوع زلزله را نسبت به مدل بی پی تی در منطقه تخمین زده است. در نظر گرفتن اثرات تغییر تنش زلزله ها، موجب تغییر در نتایج احتمالات شرطی به‌دست‌آمده از هر دو مدل بی پی تی و ویبل شد، به‌طوری‌که در برخی چشمه های لرزه زا موجب افزایش و در برخی دیگر موجب کاهش نتایج احتمال شد. بیشترین احتمال به‌دست‌آمده مربوط به گسل کازرون است که این امر نشان دهنده‌ی فعالیت لرزه ای بالای این گسل است.
    کلیدواژگان: احتمال، تنش کولمب، مدل وابسته به زمان، بی پی تی، ویبل
  • ابراهیم ترکان لو، ناصر خاجی* صفحات 13-22
    برخلاف روش های محاسباتی نرم که نتایجی تقریبی از یک مسئله معکوس ارائه می دهند، روش های محاسباتی سخت به دلیل یافتن نتایج نسبتا دقیق تر، در مسائل معکوس مهندسی به وفور استفاده می شوند. روش های منظم سازی یکی از ابزارهای رایج در رفع بدخیمی موجود در این گونه مسائل هستند. استفاده از این روش ها به سبب عدم نیاز به اطلاعات اولیه، در مسائل معکوس بسیار مورد توجه هستند. در این مقاله، روش مرسوم جهت برش زدن تعداد مدهای درگیر در پاسخ نهایی مسئله بررسی شده و یک روش جدید برای برش زدن مناسب تر این پارامتر در روش تفکیک طیفی ارائه شده است. استفاده از روش تفکیک طیفی نتایج قابل قبولی، به ویژه در مناطقی که تراکم و دقت داده کم باشد، ارائه می کند. در این مقاله، با استفاده از روش پیشنهادی، پاسخ ها در دو حالت داده دقیق و داده دارای خطا برای روش تفکیک طیفی محاسبه شده اند. روش تفکیک طیفی شبیه به روش تجزیه مقادیر تکین بوده که در حل مسائل مهندسی بسیار استفاده می‌شود. برای بررسی کارایی روش پیشنهادی، نتایج آن برای دو گسل مفروض در حالات دو بعدی و سه بعدی ارائه شده است. پاسخ های به دست آمده نمایانگر دقت مناسب روش در برش زدن پارامتر مربوطه حین انجام تحلیل معکوس است؛ بنابراین نگارندگان استفاده از این روش را در حل مسائل معکوس مربوط به گسلش پیشنهاد می کنند.
    کلیدواژگان: حل معکوس، منظم سازی، تفکیک طیفی، تجزیه مقادیر تکین، پارامتر برش
  • عبداله سهرابی *، محسن ایثاری، رضا تاری نژاد، شهرام مقامی صفحات 23-34
    توپوگرافی ناهموار یکی از عوامل ایجاد تفاوت جنبش در نقاط تکیه‌گاهی سازه‌های بزرگ نظیر سدها می‌باشد. در این مقاله از روش عددی اجزای مرزی سه‌بعدی جهت حل پاسخ لرزه‌ای دره محل سد پاکویما استفاده شده و نتایج حاصله در کنار تحلیل‌های ارائه شده، با مقادیر ثبت شده طی زمین‌لرزه سال 2001 سد پاکویما مقایسه شده است. از مولفه‌های افقی زمین‌لرزه واقعی ثبت شده در کف دره پس از پردازش‌های لازم، به‌عنوان موج ورودی جهت تحلیل استفاده گردیده و تاریخچه تغییر مکان و بزرگنمایی نقاط مختلف دره محل سد ارائه و بررسی شده است. نتایج نشانگر آن است که دامنه بیشینه تغییر مکان با افزایش ارتفاع نقاط در دو سوی دره کاهش می‌یابد؛ با این حال در حوزه فرکانس، بزرگنمایی در فرکانس‌های بالا با افزایش ارتفاع نقاط دره افزایش می‌یابد. نسبت دامنه تغییر مکان‌ها در طول دره محل سد تا حدود 3 نیز می‌رسد که این مسئله لزوم توجه به جنبش‌های غیریکنواخت در سازه‌های بزرگ را نشان می‌دهد.
    کلیدواژگان: اثرات توپوگرافی، اجزای مرزی، حوزه زمان، مدل سازی عددی، سد پاکویما
  • ابوالحسن شریفی، محمد شریفی پور* صفحات 35-51
    در محدوده کرنش‌های کوچک (ε≤〖10〗^(-3)%)، سرعت موج برشی (Vs) و متعاقب آن مدول برشی حداکثر (Gmax) یکی از مولفه‌های اساسی برای انجام محاسبات ژئوتکنیکی و تحلیل‌ دینامیکی خاک‌ها می باشد. تاثیر اندازه دانه ها در هنگام انتشار امواج بر رفتار دینامیکی خاک، یکی از مسائل مهم و مورد بحث محققین است. در گذشته تاثیر اندازه دانه های خاک بر سرعت موج برشی، معمولا در دامنه محدودی از اندازه دانه‌های خاک مورد برسی قرارگرفته است. اگرچه نتایج این تحقیقات، تاثیرهای متفاوت اندازه دانه های خاک بر سرعت موج برشی را نشان می دهد، اما نتیجه ای قطعی از تاثیر اندازه دانه های خاک بر سرعت موج برشی ارائه نگردیده است. در این تحقیق به روش آزمایشگاهی و با استفاده از دستگاه المان خمشی، تاثیر اندازه دانه های خاک بر سرعت موج برشی در دامنه وسیعی از اندازه دانه های خاک ماسه ای خشک، تحت فشارهای همه جانبه از 50 تا 500 کیلو پاسکال در دستگاه سه‌محوری بررسی شد. به کمک الک‌های استاندارد ASTM خاک ماسه ای در 10 گروه تفکیک شد. از هر گروه، نمونه های سه‌محوری به روش تراکم کاهش یافته و با رعایت نسبت تخلخل یکسان تهیه و مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج بررسی ها نشان می-دهد که سرعت موج برشی به‌اندازه‌ی دانه ها وابسته است، به‌طوری‌که در قطر متوسط دانه ها از 225/0 تا 29/1 میلی‌متر با افزایش قطر، سرعت موج برشی افزایش و برای قطر متوسط دانه ها از 29/1 تا 14/7 میلی‌متر با افزایش قطر سرعت موج برشی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: سرعت موج برشی، خاک دانه ای، آزمون المان خمشی، مدول برشی، رفتار کرنش کوچک
  • ایمان گل پذیر، عباس قلندرزاده*، محمدکاظم جعفری صفحات 53-67
    در این مقاله عملکرد لایه های کاهنده فشار پلیمری در بهبود پاسخ دینامیکی دیوارهای حائل بررسی گردیده است. برای این منظور با انجام یک‌سری آزمایش میز لرزه g1، رفتار دیوار حائل تسلیم نشده در دو حالت با و بدون لایه کاهنده فشار مدل‌سازی شده است. جهت ساخت لایه کاهنده فشار از فوم پلی‌یورتان (PU) استفاده شده که ضمن دارا بودن خصوصیات مکانیکی مناسب، برخی از محدودیت های مصالحی که در تحقیقات گذشته به‌کار برده شده را مرتفع می سازد. نتایج نشان می دهد که اجرای لایه کاهنده فشار از جنس فوم PU، نیروی افقی کل و دینامیکی وارد بر دیوار را به‌ترتیب به‌طور متوسط 30 و 45 درصد کاهش داده است. به‌ازای سختی بی‌بعد یکسان، این نوع فوم در مقایسه با مصالح مشابه نظیر فوم پلی‌استایرن انبساطی (EPS) عملکرد بهتری را حاصل نموده است. همچنین ملاحظه گردیده که این‌ روش در تحریک های متوسط و شدید (دامنه شتاب ورودی بزرگ‌تر از g24/0) بازدهی بیشتری دارد.
    کلیدواژگان: آزمایش میز لرزه g1، دیوار حائل، فشار خاک، لایه کاهنده فشار لرزه ای، فوم پلی یورتان
  • مجید فرین، مسعود حاجی علیلوی * صفحات 69-85
    یک سری آزمایش‌های میز لرزه g1 برای بررسی پاسخ مدل تونل متروی تبریز که یک تونل دایروی مدفون در ماسه خشک می‌باشد، تحت بارگذاری نامنظم با دامنه کم و امواج هارمونیک با دامنه بالا انجام شد. اثرات پارامترهای مختلف شامل شتاب ماکزیمم زمین و محتوای فرکانسی حرکات ورودی روی رفتار تونل بررسی شد. آزمایش‌ها در دو شتاب ماکزیمم زلزله g0.35 و g0.50 و فرکانس‌های 1، 3، 5 و 8 هرتز انجام شدند. نتایج آزمایش‌ها برحسب نیروهای دینامیکی پوشش تونل و شتاب نقاط مختلف مدل ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهد رفتار دینامیکی تونل‌های دایروی می‌تواند به دو مرحله تقسیم‌بندی شود: مرحله ناپایدار در طی چندین سیکل اول و مرحله سیکل‌های پایدار که در طی آن نیروها در پوشش تونل حول مقدار میانگین نوسان می‌کند. به‌علاوه، اندازه‌گیری‌های آزمایش‌های میز لرزه نشان می‌دهد با افزایش فرکانس بارگذاری برای شتاب A=0.35g، لنگر ماکزیمم ایجاد شده در پوشش تونل ثابت مانده یا اندکی کاهش می‌یابد اما برای A=0.50g، لنگر ماکزیمم به‌شدت کاهش می‌یابد. شتاب افقی ثبت شده در چندین تراز نشان می‌دهد که تقویت سطحی به‌وسیله حفره تونل انجام می‌گیرد که به‌عنوان مانع در جهت گسترش امواج برشی به سمت بالا عمل می‌کند.
    کلیدواژگان: تونل مترو، شهر تبریز، مدل سازی فیزیکی، میز لرزه، رفتار لرزه ای
  • غلام رضا لگزیان، به رخ حسینی *، محمود حسینی صفحات 87-102
    در روش‌های طراحی متعارف، ساختمان طوری طراحی می‌گردد که در هنگام وقوع زلزله این امکان وجود داشته باشد که در تمام طبقات ساختمان، مصالح سازه بتوانند وارد محدوده غیر ارتجاعی شوند. مشکل این روش آن است که یک ساختمان n طبقه منظم، در هر جهت اصلی دارای n درجه آزادی انتقالی می‌باشد؛ لذا برآورد رفتار غیر ارتجاعی ساختمان تحت اثر زلزله های نامتعین در آینده به‌سادگی قابل بررسی نخواهد بود و علیرغم طراحی دقیق، این احتمال وجود دارد که تحت یک زلزله خاص، تغییر مکان‌های طبقات دارای توزیعی نامناسب بوده و این تغییر مکان‌های غیر ارتجاعی در طبقاتی خاص متمرکز گردیده و باعث گسیختگی آن طبقات و در نهایت گسیختگی کل سازه شوند. در صورت استفاده از یک هسته صلب با اتصال مفصل به پی، یک سازه n طبقه، در هر راستا تقریبا دارای رفتاری یک درجه آزادی بوده و در نتیجه برآورد رفتار سازه تحت اثر زلزله های محتمل، ساده تر و دقیق‌تر خواهد بود و همچنین در این سیستم، امکان تمرکز تغییر مکان در برخی از طبقات ساختمان (طبقه نرم) به‌هیچ‌وجه وجود نخواهد داشت. نظر به آنکه رفتار چنین سازه ای عمدتا در مود اول ارتعاشی می‌باشد، لذا در این مقاله یک روش ساده شده برای تحلیل این نوع سازه ارائه شده است و رفتار تاریخچه زمانی ارتجاعی و غیر ارتجاعی سازه‌ی معادل با سازه اصلی، مقایسه گردیده و نتایج به‌دست‌آمده حاکی از دقت بسیار بالای سازه‌ی معادل در تحلیل ارتجاعی و دقت نسبتا خوب در تحلیل‌های غیر ارتجاعی می‌باشد.
    کلیدواژگان: درجات آزادی، حرکت گهواره ای، هسته صلب، سازه ی معادل، تحلیل ارتجاعی تاریخچه زمانی، تحلیل غیر ارتجاعی تاریخچه زمانی
  • الهه السادات هاشمی*، عبدالرضا سروقدمقدم، نادر خواجه احمدعطاری، سید امیرحسین هاشمی صفحات 103-118
    با توجه به اینکه در ساختمان های بنایی، اعضای سازه ای اصلی که با نیروهای جانبی مقابله می‌کنند، دیوارها هستند، به‌منظور ارزیابی لرزه ای و همچنین تقویت این دیوار ها الگوریتم مناسبی برای مدل‌سازی این دیوارهای غیرمسلح و همچنین دیوار های تقویت شده با بتن‌پاشی یک طرفه و دوطرفه در نرم‌افزارهای متداول طراحی وجود ندارد.
    نیاز به نرم‌افزارهای ویژه و بسیار تخصصی باعث شده است تحلیل رفتار، طراحی یا بهسازی لرزه ای ساختمان دارای دیوار مصالح بنایی غیر مسلح یا تقویت شده، برای اکثر مهندسین کاربردی نباشد. تدوین رویه‌ای برای استفاده از نرم‌افزارهای متداول علاوه بر حل مشکل فوق، امکان مدل‌سازی دیوارهای مصالح بنایی غیرمسلح یا تقویت شده در ساختمان-های نیمه‌اسکلت و یا مهندسی را فراهم می‌کند. در این مطالعه با مبنا قرار دادن نتایج آزمایشگاهی 12 نمونه دیوار غیر مسلح و تقویت شده تحت بار چرخه ای، مقادیر بهینه پارامترها برای بهترین کالیبراسیون نتایج مدل‌سازی با نتایج آزمایشگاهی موجود استخراج شده است. قابلیت مدل‌سازی دیوارهای مصالح بنایی غیرمسلح و مسلح شده در نرم‌افزارهای متداول تحلیل و طراحی ارزیابی شده است. همچنین کارایی روش های بهسازی دیوار های مصالح بنایی و قابلیت نرم‌افزار در برآورد آنها نیز بررسی شده است.
    کلیدواژگان: دیوار مصالح بنایی، ارزیابی لرزه ای، دیوار مسلح شده با بتن پاشی، روال مدل سازی، المان لایه ای
  • محبوبه ابوطالبی، جعفر کیوانی، افشین مشکوه ا لدینی* صفحات 119-137
    این پژوهش به بررسی روند تغییرات پاسخ لرزه ای اسکلت های ترکیبی قاب خمشی محیطی و مقایسه آن با سیستم پایه، بر اساس نتایج تحلیل های غیرخطی تحت مجموعه ای از رکوردهای نیرومند سه‌ مولفه ای حوزه نزدیک می پردازد. ساختارهای ترکیبی با تعبیه پیکربندی های چند طبقه ای المان های زیپر بزرگ‌مقیاس در اسکلت قاب محیطی خمشی حاصل می گردند. المان‌های زیپر بزرگ‌مقیاس، تنها در پانل های صلب سازه قاب محیطی تعبیه شده و دارای اتصال پیوسته با پانل زون‌های اسکلت مقاوم می‌باشند. پروسه مطالعاتی حاضر شامل بررسی چگونگی تغییرات پارامترهای پاسخ سه اسکلت مقاوم 30 طبقه با و بدون پیکربندی المان‌های زیپر بزرگ‌مقیاس است. طراحی سازه های مطالعاتی بر اساس ضوابط مقررات ملی ساختمان و همچنین ویرایش چهارم آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) انجام شده است. مدل سازی رفتار غیرخطی اعضا و تعریف مفاصل پلاستیک بر اساس ضوابط FEMA356 بوده و مجموعه تحلیل های غیرخطی تاریخچه زمانی با استفاده از نرم‌افزار SAP 2000 صورت گرفته است. کاربرد المان های زیپر بزرگ‌مقیاس در سیستم قاب محیطی خمشی، سبب پخش به نسبت یکنواخت تر نیروی محوری، برش، لنگر خمشی و پیچشی دینامیکی در ستون های محیطی پلان و کاهش دامنه دوران غیرخطی اتصالات می شود. همچنین، ارزیابی پارامترهای پاسخ دینامیکی این سازه ها نشان-دهنده‌ی بهره وری بالاتر سیستم سازه ترکیبی فوق بوده و کاهش نسبی پارامترهای پاسخ لرزه‌ای را در پی دارد.
    کلیدواژگان: ساختمان بلند، قاب محیطی خمشی، المان زیپر بزرگ مقیاس، حوزه نزدیک گسل، پانل زون
  • علی کارگران، علی خیرالدین* صفحات 139-150
    امروزه وجود ستون‌های کوتاه در ساختمان‌ها و پل‌ها به‌عنوان یک چالش جدی در زلزله مطرح می‌شود. این پدیده مخرب به دلیل اختلاف طول ستون در یک تراز مشخص رخ می‌دهد که عمدتا به دلیل ملاحظات معماری از قبیل قرارگرفتن ساختمان روی سطح شیب‌دار یا محدود شدن ستون و دیوار با عناصر غیر سازه‌ای نظیر دیوارهای آجری و بازشوها و یا وجود اختلاف تراز طبقه در سازه‌های با دوبلکسی به دلیل قرارگیری پیلوت و واحدهای تجاری در همکف می‌باشد. در این مقاله با مدل‌سازی 9 نمونه ستون کوتاه بتن‌آرمه، بدون افزایش سختی، مقاومت برشی آنها به کمک الیاف کامپوزیتی و فولاد مقاومت بالا افزایش داده شده است. نتایج نشان می‌دهد به‌طورکلی مقاوم‌سازی نزدیک به سطح با فولاد مقاومت بالا، بر روی افزایش سطح زیر منحنی انرژی و ضریب شکل‌پذیری و مقاوم‌سازی سطحی بر روی افزایش سطح زیر منحنی بار– جابه‌جایی و ظرفیت باربری نهایی موثرتر می‌باشد.
    کلیدواژگان: بتن آرمه، ستون کوتاه، شکل پذیری، منحنی انرژی، فولاد مقاومت بالا، CFRP، مقاوم سازی سطحی، مقاوم سازی نزدیک به سطح