فهرست مطالب

علوم و مهندسی زلزله - سال ششم شماره 2 (تابستان 1398)
  • سال ششم شماره 2 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/05/13
  • تعداد عناوین: 10
|
  • حمید زعفرانی *، محمدرضا علیپور، علیرضا خداوردیان صفحات 1-14

    با توجه به قرارگیری اکثر مراکز جمعیتی البرز در محدوده گسل‌‌ها، مطالعه دقیق‌‌تر احتمال وقوع زلزله می‌تواند نقشی مهمی در کاهش خسارت‌های ناشی از زلزله داشته باشد. در همین راستا، با هدف برآورد دقیق‌‌تر دوره بازگشت زلزله‌های بزرگ در ناحیه البرز، شبیه‌‌سازی از وقوع زلزله ها صورت‌گرفته و کاتالوگ لرز‌ه‌ای مصنوعی برای بازه زمانی400 هزار ساله ارائه شده است. با هدف صحت‌سنجی شبیه‌سازی صورت گرفته، پارامترهای لرزه‌خیزی برای ناحیه البرز برآورد و با نتایج به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی مقایسه شد. از سوی دیگر، کاتالوگ لرزه‌‌ای پیشنهادی با مطالعات قبلی دیرینه‌‌لرزه‌‌شناسی مورد ارزیابی قرار گرفت و سازگاری موارد فوق نشان از صحت مدل ارائه شده دارد. با در اختیار داشتن کاتالوگ لرزه ای بلندمدت، بزرگای زلزله مشخصه و توزیع دوره بازگشت مرتبط با آن برای تمامی گسل‌‌های فعال البرز گزارش و بررسی آماری نشان‌دهنده‌ی رفتار متناسب با زمان دوره بازگشت زلزله‌هاست. همچنین، بررسی احتمال وقوع زلزله در گسل‌های فعال البرز برای دوره‌های زمانی مختلف نشان‌دهنده‌ی آن است که هر چه زمان بیشتری از وقوع آخرین رخداد گذشته باشد احتمال وقوع زلزله بیشتر خواهد بود؛ این موضوع تاییدکننده تئوری رید و ضرورت استفاده از شبیه‌‌سازی بلندمدت برای برآورد دقیق‌‌تر از احتمال وقوع زلزله است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی زلزله، کاتولوگ لرزه ای مصنوعی، احتمال وقوع زلزله، ناحیه البرز
  • محمد هادی رضایی، ناصر خاجی* صفحات 15-27

    رسیدن به یک تخمین قابل‌اطمینان از حرکات زمین، ناشی از وقوع زلزله در یک ساختگاه مشخص، بدون داشتن شناخت صحیح از مکانیسم تولید امواج لرزه‌ای، عوامل ساختاری اثرگذار بر این امواج در مسیر انتشار، و شناخت شرایط فیزیکی و ویژگی‌های ساختاری محل ساخته‌شدن سازه‌ها میسر نخواهد بود. در این میان، مدل موانع ویژه که از مشهورترین روش های سینماتیکی شبیه سازی گسل زلزله می باشد، گسل را به‌عنوان مجموعه‌ای از ترک های دایره‌ای در نظر می‌گیرد. گسیختگی که به‌صورت افت تنش‌های موضعی در این ترک‌ها فرض می‌شود، عامل اصلی تولید امواج فرکانس بالا در این مدل است. یکی از ایرادات وارد بر این مدل، استفاده از دایره‌های یکسان است، که با خاصیت ذاتی زلزله مبنی بر تصادفی بودن این رخداد، فاصله چشمگیری دارد. از این‌رو، در این مطالعه سعی شده با پیشنهاد روش جدید چیدمان دایره ها با اندازه های متفاوت، که به‌عنوان گسیختگی های عامل تولید امواج لرزه‌ای می‌باشند، طیف‌های چشمه تولید شده را هرچه بیشتر به واقعیت نزدیک سازد. در روش پیشنهادی، دایره‌های با اندازه های متفاوت به‌صورت کاملا تصادفی در گسل قرار می گیرند، از مجموع طیف‌های تک‌تک دوایر گسیختگی، طیف چشمه لرزه زا تولید می‌شود. در انتها، نتایج طیف‌های تولیدشده برای گسل‌های با ابعاد متفاوت با مقادیر مشابه از مدل کلاسیک اولیه مقایسه می شوند.

    کلیدواژگان: روش های سینماتیکی، مدل سازی گسل، مدل موانع ویژه، طیف چشمه زلزله، چیدمان دوایر با اندازه مختلف
  • عاطفه درزی، محمدرضا ذوالفقاری* صفحات 29-51

    در این مقاله بررسی آماری دقیقی از میزان وابستگی منطقه ای جنبش‌های قوی زمین در سه منطقه تکتونیکی 1) البرز- آذربایجان-کوپه داغ، 2) ایران مرکزی و 3) زاگرس با استفاده از روش تحلیل واریانس (ANOVA) مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحلیل‌ها از مولفه‌های افقی شتاب طیفی در طیف وسیعی از پریود (01/0 تا 5 ثانیه) استفاده شد. بانک داده جنبش قوی زمین ایران متشکل از 1943 زوج رکورد شتاب حاصل از 426 زمین لرزه با بزرگای گشتاوری 5/4 تا 7/7 می باشد که توسط 680 ایستگاه شتاب‌نگاری ثبت شدند. در این مطالعه به منظور ترکیب مقادیر شتاب طیفی افقی از پارامتر GMRotI50 [1] که مستقل از جهت قرارگیری سنسورهای ثبت شتاب نگاشت نسبت به یکدیگر است استفاده شد. برای اولین بار مشخصاتی نظیر فاصله گسیختگی (نزدیک‌ترین فاصله به صفحه گسیختگی) و مکانیسم گسلش برای تمامی زلزله ها برآورد شد. برای 63 ایستگاه مقدار سرعت موج برشی در 30 متر فوقانی (V_S30) با استفاده از فرکانس اصلی ساختگاه و رویکرد مبتنی بر روش نسبت طیفی افقی به عمودی [2] تعیین شد. نتایج حاصل از این تکنیک حاکی از امکان ترکیب داده های ثبت شده در سه منطقه تکتونیکی و تشکیل پایگاه جنبش قوی زمین واحد برای کل ایران می باشد. تعداد 5902 رکورد از 217 زلزله در کالیفرنیا از بانک NGA-West2 استخراج و امکان ترکیب آنها با رکوردهای ایران از طریق تحلیل واریانس ارزیابی شد. در مورد تشابه جنبش‌های قوی ایران و کالیفرنیا نمی توان اظهارنظر قطعی داشت و داده های بیشتری از ایران مورد نیاز می باشد.

    کلیدواژگان: بانک داده های جنبش قوی زمین، روابط کاهندگی، وابستگی منطقه ای، آنالیز واریانس، ایران، کالیفرنیا
  • اسدالله رنجبرکرکانکی، نوید گنجیان*، فرج الله عسکری صفحات 53-67

    تحلیل و طراحی دیوارهای حائل از جمله مسائل رایج در مهندسی ژئوتکنیک می‌باشد. در تحقیق حاضر الگوریتم جدیدی برای طراحی دیوارهای حائل طره ای در شرایط زلزله به روش مرز بالای تحلیل حدی ارائه شده است. از این الگوریتم می‌توان برای طراحی و کنترل شرایط پایداری دیوارها، بر اساس مکانیسم‌های ارائه شده استفاده نمود. از ویژگی‌های این الگوریتم تعیین شرایط بحرانی گوه های گسیختگی برای رسیدن به حداقل ضرایب اطمینان پایداری و ماکزیمم نیروی محرک وارد بر دیوار، هم‌زمان با تعیین راستای بحرانی ضرایب شتاب زلزله طرح می‌باشد. در تحقیق حاضر بر اساس الگوریتم پیشنهادی راستای بحرانی ضرایب شتاب زلزله تعیین شده است. در این حالت راستای بحرانی ضریب شتاب زلزله نه فقط بر اساس ماکزیمم‌سازی نیروی محرک وارد بر دیوار، بلکه به‌منظور حداقل‌سازی ضرایب اطمینان پایداری نیز تعیین می شوند. در تعیین شرایط بحرانی گوه های گسیختگی از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک استفاده شده و نتایج عددی به‌دست‌آمده به‌منظور تعیین اعتبار پاسخ های تحلیلی، با نتایج دیگر روش ها مقایسه شده است.

    کلیدواژگان: دیوار حائل، روش های حدی، ضرایب لرزه ای، ضرایب اطمینان پایداری، الگوریتم ژنتیک
  • حسین جهانخواه، علی علیدوستی صفحات 69-84

    در محاسبات متداول ریسک لرزه‌ای عموما ارتباط میان پارامترهای اثرگذار به‌صورت زنجیره‌ای دیده می‌شود. این نگاه امکان برقراری مستقیم ارتباط میان حلقه‌های غیرمجاور زنجیره پارامترها را سلب می‌نماید. تحت قید مذکور دامنه استفاده از روابط متداول محاسبه ریسک در مجموعه‌های پیچیده محدود می‌شود. در این تحقیق با بازنویسی روابط محاسبه ریسک لرزه‌ای و ایجاد امکان ارتباط میان حلقه‌های غیرمجاور از پارامترها، امکان افزایش کارایی روابط محاسبه ریسک لرزه‌ای فراهم آمده است. در ادامه با افزودن پارامترهای هوشمندی به معادلات محاسبه ریسک لرزه‌ای، امکان استفاده از روابط مذکور در برآورد ریسک تهاجم‌های هوشمند ایجاد شده است. این افزایش قابلیت با ارائه مثال‌های متعدد برای حالات مختلف مواجهه با تهدیدهای هوشمند مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت نحوه تعمیم کاربرد چارچوب پیشنهادی برای حالاتی که پارامترهای هوشمندی در طول تهاجم به‌صورت دینامیکی تغییر می‌نماید تشریح شده است.

    کلیدواژگان: توسعه روابط ریسک لرزه ای، تهدیدهای هوشمند، پارامترهای هوشمندی، ریسک استاتیک و دینامیک
  • سیدمحسن برقعی رضوی*، فریبرز ناطقی الهی صفحات 85-97

    انتقال فرآورده‌های نفتی و گاز در مراکز صنعتی توسط خطوط لوله که یکی از روش‌های ارزان‌قیمت، سریع و مطمئن است، انجام می‌گیرد که خطوط لوله یکی از اعضای اصلی شریان‌های حیاتی هستند. ارزیابی لرزه‌ای اتصالات رزوه‌ای از مهم‌ترین مسائل در خطوط نفت و گاز و در صنعت نیروگاهی است زیرا آسیب در این خطوط سبب ایجاد بحران در حین و پس از زلزله خواهد شد. در این مطالعه از یکی از متداول‌ترین اتصالات رزوه‌ای برای مدل‌سازی استفاده شده است. پس از مدل‌سازی و بارگذاری، اتصال مورد نظر در دو حالت رو زمینی و مدفون مورد ارزیابی قرار گرفت. برای مقاوم‌سازی اتصال نیز از یک قطعه انعطاف‌پذیر به نام آکاردئونی در محل اتصال استفاده شده است. علاوه بر طول آکاردئونی، شرایط تکیه‌گاهی و جنس آکاردئونی در مدل‌سازی‌ها در نظر گرفته شده است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده بیشترین تنش و آسیب در اتصال بر روی پین و همچنین در آخرین رزوه‌ی درگیر پین با باکس اتفاق می‌افتد. همچنین مشخص شد تنش در محل اتصال مستقل از شرایط تکیه‌گاهی است و با جنس مصالح رابطه مستقیم دارد و مشخص گردید استفاده از آکاردئونی رویکرد مناسبی جهت مقاوم‌سازی این‌گونه اتصالات می‌باشد.

    کلیدواژگان: تحلیل لرزه ای، شریان های حیاتی، مقاوم سازی، اتصال رزوه ای، لوله مدفون، لوله سطحی، آکاردئونی
  • رسول خدایاری، امید بهار، محسن غفوری آشتیانی* صفحات 99-117

    امروزه روش‌های شناسایی سیستم‌ها به سبب دامنه وسیع کاربرد در مباحث پایش سلامت و تشخیص خرابی سازه‌ها جایگاه ویژه‌ای در مهندسی عمران یافته است. از این میان، به علت محدودیت‌هایی که به لحاظ تحریک سازه‌های حقیقی بزرگ‌مقیاس وجود دارد، مهندسان سازه بیشتر به سمت روش‌های شناسایی بر اساس داده‌های خروجی سوق پیدا نموده‌اند. در این مقاله روشی بر اساس شناسایی زیرفضای تصادفی در حوزه زمان جهت شناسایی کلیه‌ی ماتریس‌های مشخصه دینامیکی سازه‌های برشی شامل جرم، سختی و میرایی در شرایط کار با داده‌های آلوده به نوفه‌ی بالا پیشنهاد شده است. روش حاضر بر یافتن تحقق کمینه ماتریس سیستم به فرم کلاسیک از میان بی‌نهایت ماتریس سیستم قابل شناسایی به روش شناسایی زیر فضای تصادفی بر اساس تئوری تحقق تکیه دارد و در کنار قابلیت‌ها، محدودیت‌هایی نیز دارد که عمده این محدودیت‌ها شامل وابسته بودن دقت به دقت روش‌های اولیه و نیز لزوم داشتن وضوح دامنه‌ی پاسخ و طول مدت کافی برای رکوردگیری می‌باشد. برای ارزیابی کارایی روش پیشنهادی از دو مدل عددی 3 و 5 طبقه بهره گرفته شده است. با توجه به خطای زیر سه درصد برای تمامی حالات، نتایج تحلیل‌های عددی حاکی از صحت و دقت روش شناسایی پیشنهادی حتی در هنگام استفاده از داده‌های آلوده به نوفه‌ی بالا است.

    کلیدواژگان: شناسایی سیستم، ماتریس مشخصات دینامیکی، خروجی تنها، زیر فضای تصادفی، سازه های برشی
  • مجید محمدی*، ناهید اینانلو صفحات 119-131

    خرابی پیش‌رونده نوعی از خرابی در سازه است که در آن تخریب یک یا چند عضو سازه ای منجر به خرابی قسمت زیادی از سازه و حتی فروریزش کلی می گردد. به هنگام خرابی ستون در خرابی پیش‌رونده، تیرها برای مقاومت در برابر بارهای قائم به‌صورت زنجیر عمل می کنند و عواملی که بتوانند این کنش زنجیری را تقویت کنند عملا باعث جلوگیری از گسترش خرابی پیش‌رونده خواهند شد. یکی از راهکارهای افزایش کنش زنجیره ای استفاده از اتصالات پس کشیده کابلی می باشد. این نوع اتصال در سال 2001 پیشنهاد گردید که در آن از نبشی زیر سری و بالا سری برای کنترل تغییر شکل های پلاستیک و از تعدادی کابل با مقاومت بالا برای ایجاد خاصیت خود مرکزی استفاده شد. در تحقیق حاضر اثر این نوع اتصال (اتصال کابلی پس کشیده) بر خرابی پیش‌رونده مورد بررسی قرار می گیرد. مهم‌ترین پارامتری که در طراحی قاب دارای چنین اتصالی که اصطلاحا قاب پس‌کشیده نامیده می‌شود وجود دارد ضریب αa است که افزایش آن منجر به قوی‌تر شدن اتصال می گردد. به بیان دیگر پارامتر αa بیانگر نسبت لنگر اتصال به هنگام تسلیم نبشی به لنگر طراحی تیر در وجه ستون می باشد. هدف از این مطالعه یافتن حداقل مقدار αa مناسب برای مقابله با خرابی پیش‌رونده است. بدین‌منظور قاب های پس‌کشیده با ضرایب مختلف αa با استفاده از برنامه اپنسیس مدل‌سازی و نتایج آن با قاب مشابهی که دارای اتصالات کاملا گیردار است مقایسه شده است. صحت مدل‌سازی اتصالات پس‌کشیده با نتایج آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی انجام شده است. نتایج تحلیل‌ها نشان می دهد در صورتی‌که پارامتر طراحی αa بزرگ‌تر از 55/1 اختیار گردد مقاومت سازه دارای اتصال پس‌کشیده در برابر خرابی پیش‌رونده از قاب مشابه دارای اتصالات گیردار بیشتر می-شود. همچنین یک تحلیل حساسیت برای یافتن موثرترین خصوصیت اتصال پس‌کشیده در افزایش مقاومت سازه در برابر خرابی پیش‌رونده انجام شده است که نتایج آن نشان می دهد افزایش نیروی پس‌کشیدگی کابل ها بیشترین تاثیر را بر کاهش پاسخ سازه در برابر خرابی پیش‌رونده دارد.

    کلیدواژگان: اتصال پس کشیده، خرابی پیش رونده، کنش زنجیره ای، تحلیل دینامیکی
  • سالار منیعی*، احسان جامی صفحه 132

    این مقاله به بررسی تاثیر تقویت اجزای قاب‌های خمشی بتن‌آرمه با مصالح FRP بر رفتار لرزه‌ای آنها می‌پردازد. برای این منظور، در یک مطالعه موردی، عملکرد لرزه‌ای یک ساختمان با سیستم باربر قاب خمشی که به دلایل کاربری، افزایش تعداد طبقات سازه اولیه منجر به لزوم تقویت اجزای آن شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. تقویت ستون‌ها با در نظر گرفتن تلاش محوری و نیز آثار توام گشتاورهای خمشی دو محوره در جابه‌جایی هدف و تقویت تیرها بر مبنای تلاش خمشی حاکم در جابه‌جایی مذکور انجام گرفته است. عملکرد لرزه‌ای سازه تقویت شده به روش‌های غیرخطی مبتنی بر منحنی‌های رفتاری اصلاح شده مفاصل پلاستیک از نوع فایبر و با استفاده از روند پیشنهادی دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود (نشریه شماره 360) بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از مصالح FRP در تقویت اجزای بتن‌آرمه به میزان قابل‌توجهی باعث بهبود عملکرد لرزه‌ای از طریق کاهش تعداد مفاصل پلاستیک و همچنین دوران‌های پلاستیک آنها در نقطه عملکرد سازه بهسازی شده گردیده است.

    کلیدواژگان: مصالح FRP، تقویت اجزا بتنی، عملکرد لرزه ای، بهسازی لرزه ای
  • شکست برشی قاب بتنی در اندرکنش با دیوار پرکننده آجری
    محمدرضا تابش پور، کمیل کریمی صفحه 145

    وجود دیوارهای پرکننده آجری و چگونگی اتصال آن به قاب بتنی بحث بسیار مهم و تعیین‌کننده در عملکرد سازه در مقابل زلزله است. این بحث در سال های اخیر با توجه به زلزله های پیش آمده و خرابی های حاصل از این زلزله ها اهمیت زیادی پیدا کرده و مورد بررسی و تحقیق قرارگرفته است. دیوار پر کننده علاوه بر اثرات مثبت در سازه دارای اثرات منفی نیز می باشد. در این مقاله به بررسی اندرکنش بین قاب بتنی و دیوار پرکننده آجری در یک قاب 3 دهنه 5 طبقه پرداخته خواهد شد. دیوار پرکننده آجری به‌صورت دستک معادل قطری ستون به ستون بر طبق روابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای تعریف شده و برای مدل‌سازی و تحلیل استاتیکی غیرخطی از نرم‌افزار SAP 2000 استفاده شده است. نتایج حاصل بیانگر این است که خاموت برشی موجود در ستون های بتنی در طراحی معمولی جواب گوی برش ایجاد شده در بالا و پایین ستون های متصل به دیوار پرکننده آجری نیست و باعث تشکیل مفصل برشی و شکست برشی در این نواحی از ستون می شود. شکست برشی در ستون های یک سازه باعث از بین رفتن ظرفیت محوری ستون و در نتیجه فروریزش سازه خواهد گردید. برای جلوگیری از این شکست باید خاموت ها برای بیشینه نیروها طراحی شود.

    کلیدواژگان: دیوار پرکننده آجری، اندرکنش قاب بتنی و دیوار، شکست برشی، تحلیل غیرخطی