فهرست مطالب

  • سال ششم شماره 4 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1399/01/27
  • تعداد عناوین: 10
|
  • بهزاد امیرلو، اورنگ فرزانه، فرج الله عسکری* صفحات 1-10

    در این مقاله بر مبنای روش تحلیل حدی مرز بالا به بررسی پایداری سه‌بعدی شیروانی ها در مقابل زلزله بر اساس مکانیسم های گسیختگی دورانی و انتقالی و نیز مقایسه نتایج آنها پرداخته شده است. تعریف سطوح جانبی مکانیسم های گسیختگی سه‌بعدی در روش مرز بالا مستلزم رعایت قانون جریان وابسته است که تشکیل صفحات جانبی مسطح را در مکانیسم انتقالی بسیار مقید می کند و در حالت مکانیسم دورانی لازم است معادلات این سطوح، معادله دیفرانسیل خاصی را ارضا کنند. در ادامه تحقیقات مربوط به پایداری سه‌بعدی شیروانی های خاکی به روش مرز بالا با استفاده از مکانیسم های انتقالی و دورانی، تحقیق حاضر به مقایسه نتایج حاصل از یک مکانیسم انتقالی با یک مکانیسم دورانی که الگوریتم آن در این تحقیق بر اساس حل نهایی میخالوفسکی و به روشی ساده تر تدوین شده است، می پردازد. به‌طورکلی روند تغییرات ضریب پایداری شیروانی با افزایش ضریب زلزله برای هر دو مکانیسم دورانی و انتقالی تقریبا مشابه است. همچنین اهمیت تحلیل‌های سه‌بعدی در حالت لرزه‌ای نسبت به حالت استاتیکی بیشتر است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که مکانیسم دورانی در اکثر موارد و به‌خصوص در شیب های قایم نتایج بهتری ارایه می دهد، اگرچه مکانیسم انتقالی برای خاک‌های چسبنده و با مکانیسم های مقید نتایج بهتری دارد.

    کلیدواژگان: پایداری شیروانی ها، مکانیسم دورانی، مکانیسم انتقالی، تحلیل حدی مرز بالا، تحلیل سه بعدی
  • ایرج رحمانی*، امیر نجاتی صفحات 11-21

    با توجه به گسترش روزافزون بهره‌وری از فضاهای زیرسطحی، نیاز بشر به پایدارسازی در زمان حفر و گودبرداری بیش ‌از پیش قوت ‌می‌گیرد. پایدارسازی و بررسی این روش در حالت دینامیکی به دلیل بهره‌مندی در سازه‌ها‌ی دایمی نظیر پایداری شیب کناره راه از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش‌های پایدارسازی دیواره‌های گود استفاده از روش میخ‌گذاری ‌است. لذا در این مقاله رفتار پایدارسازی‌ دیوارهای میخ‌گذاری شده دایمی تحت بار دینامیکی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. به کمک ابزارگذاری‌ها‌ی صورت گرفته در گود هتل نرگس شماره 2 و مدل‌سازی آن با استفاده از نرم‌افزار FLAC صحت این نرم‌افزار مورد تایید قرار گرفت. سپس با در نظر گرفتن 15 نگاشت و ساختگاه‌های نوع 1، 2 و 3 بر اساس آیین‌نامه 2800، بارهای هارمونیک معادل محاسبه شده و تحلیل‌های دینامیکی برای چهار بار هارمونیک معادل، سه ساختگاه و سه ارتفاع مختلف 3، 6 و 9 متر و در دو زاویه مختلف میخ‌گذاری انجام شد. برای این منظور با در نظر گرفتن تغییر شکل لبه بالایی دیواره به‌عنوان معیار مقایسه بین تحلیل‌ها، مقادیر تغییر مکان در 72 حالت مختلف مشخص شد. بررسی نتایج تحلیل‌های فوق نشان داد که، با کاهش مشخصه‌های مقاومتی ساختگاه (از نوع 1 به 3) جابه‌جایی افقی لبه گود و پوسته نما افزایش یافته و با کاهش زاویه میخ‌ها جابه‌جایی افقی لبه گود و پوسته نما کاهش می‌یابد.

    کلیدواژگان: خاک مسلح، رفتار دینامیکی، دیوار میخ گذاری شده، تحلیل تفاضل محدود
  • مهدی مخبری* صفحات 23-36

    فرکانس طبیعی پارامتری است که نقش کلیدی در طراحی دینامیکی سازه ها و ارزیابی آسیب پذیری ساختمان ها دارد. در استانداردهای زلزله برای تخمین فرکانس طبیعی از روش های تحلیلی و روابط تجربی استفاده شده است، ولی با توجه به تاثیر عوامل مختلف مانند شیوه طراحی، مصالح ساختمان، شرایط ساختگاه، این روابط هنوز از اعتماد کافی برخوردار نیستند. برای تخمین فرکانس طبیعی ساختمان می توان از تحلیل عددی سازه و یا روابط تجربی حاصل از تحلیل نسبت طیفی میکروترمورها استفاده کرد. تحقیق حاضر به بررسی عوامل موثر بر تغییر فرکانس طبیعی سازه مانند عمر سازه و مسایل اجرایی پرداخته است. بدین‌منظور از دو روش تجربی و عددی استفاده شد. در ابتدا مقادیر فرکانس طبیعی حاصل از محاسبه نسبت طیفی H/V میکروترمور مربوط به 12 ساختمان شامل 6 ساختمان نوساز و 6 ساختمان قدیمی در شهر شیراز تخمین زده شد و از دو روش تحلیلی و تجربی روابط همبستگی میان فرکانس تشدید با طبقات تخمین زده شد. نتایج نشان می دهد که از داده های میکروترمور می توان برای تحلیل پاسخ لرزه ای ساختمان ها استفاده کرد. به‌علاوه نتایج محاسبات سازه به روش تحلیل عددی در مقایسه با تحلیل های نسبت طیفی H/V به دلیل اعمال ضرایب ایمنی در استانداردها محافظه کارانه است. همچنین تغییرات فرکانس ساختمان با افزایش طبقات به‌صورت توابع توانی و یا دو جمله ای کاهشی است. عمر سازه و تغییر ضوابط آیین‌نامه‌ای تغییرات حدود 40 الی 50 درصدی را در مقدار فرکانس ایجاد می کند.

    کلیدواژگان: فرکانس، میکروترمور، ارتعاش محیطی، میرایی، اثر ساختگاه
  • سولماز چاروسایی، نوید خیاط*، مهدی مهدوی عادلی صفحات 37-51

    سرعت موج برشی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین پارامترهای ژیوفیزیکی می‌باشد که پاسخ لرزه‌ای سایت‌ها در قالب آن بیان می‌شود. این پارامتر لرزه‌ای اطلاعات ارزشمندی راجع به ساختگاه پروژه را می‌دهد اما ازآنجایی‌که آزمایش‌های ژیوفیزیکی معمولا گران و زمان‌بر هستند استفاده از روش‌های غیر مستقیم به‌منظور کاهش هزینه‌ها رو به افزایش است. تحقیقات زیادی دراین‌باره در مناطق مختلف جهان انجام شده است که در اکثریت آنها از دو معادله توانی ساده و توانی چندگانه جهت استخراج معادلات استفاده کرده‌اند. اما این تحقیق با استفاده از توابع جدید تعریف شده توسط آمار بیزین نشان داده است که معادلاتی با اعتباری به‌مراتب بیشتر از روابط موجود در سوابق تحقیق می‌توانند جهت تخمین سرعت موج برشی به‌کار گرفته شوند.

    کلیدواژگان: سرعت موج برشی، آزمون نفوذ استاندارد، همبستگی آماری، آمار بیزین
  • علیرضا آذربخت*، حامد زینلی، زینت رجبی صفحات 53-74

    پیش بینی واقع گرایانه بیشینه شتاب زمین (PGA)، به‌منظور استفاده در طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله، به‌خصوص در مناطق لرزه خیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با استفاده از تحلیل خطر احتمالاتی زلزله، میزان لرزه خیزی یک منطقه هنگام وقوع زلزله مشخص می گردد. بنابراین یکی از مهم‌ترین بخش های تحلیل خطر، پیش بینی جنبش های نیرومند زمین می باشد که توسط روابطی موسوم به روابط کاهندگی به دست می آیند. مرکز مطالعات مهندسی زلزله (Peer) روابطی را تحت عناوین روابط کاهندگی NGA-West1 و NGA-West2 برای کل جهان ارایه نموده است. ازآنجاکه یک رابطه کاهندگی باید بتواند در برابر آزمون های آماری نظیر آزمون تحلیل باز نمونه گیری از داده ها که اخیرا توسط آذربخت و همکاران [1] ارایه گردیده است، نتایج مطلوبی را در بر داشته باشد، بنابراین در این پژوهش سعی می شود ضرایب برخی روابط کاهندگی نسل جدید نظیر کمپبل و بزرگ‌نیا [2]، آبراهامسون و سیلوا [3] و رابطه بور و اتکینسون [4] بر اساس مجموعه داده های منتشر شده توسط مرکز مطالعات مهندسی زلزله و با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک چند هدفه، برای بیشینه شتاب زمین، بهینه‌سازی شوند. نتایج بیانگر تطبیق خوب روابط به‌دست‌آمده در برابر سایر آزمون های آماری می باشد. انتظار می رود بتوان از نتایج حاصل از این پژوهش در تحلیل خطر احتمالاتی زلزله بهره گرفت.

    کلیدواژگان: تحلیل خطر لرزه ای، روابط کاهندگی نسل جدید، الگوریتم ژنتیک چند هدفه، تحلیل حساسیت، کاتالوگ لرزه ای
  • حدیث محمدمرادی*، بهرخ حسینی هاشمی، محمدعلی جعفری صحنه سرایی صفحات 75-85

    استفاده از سیستم دیوار برشی فولادی نسبت به بسیاری از سیستم‌های مقاوم در برابر بارهای جانبی به لحاظ عملکردی و نیز اقتصادی مقرون‌به‌صرفه است. علی‌رغم مزایای بسیار دیوارهای برشی فولادی، این سیستم به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است. برخی از دلایل کم‌توجهی شامل عدم شناخت صحیح رفتار سیستم و بزرگی قابل‌توجه مقاطع ستون‌های اطراف دیوار نسبت به دیوار برشی بتنی می‌باشد. هدف این تحقیق بهبود رفتار سیستم تعریف شده فوق با بهره‌گیری از رفتار برشی ورق و ستون‌های فرعی پیرامون آن و استفاده از ظرفیت حداکثر سیستم است. در این تحقیق ورق و ستون‌های فرعی مانند تیر پیوند در سیستم‌های مهاربند واگرا در نظر گرفته شده است که ورق پرکننده و ستون‌های فرعی پیرامون آن به‌ترتیب نقش جان و بال تیر پیوند را بازی می‌کنند. بدین‌منظور نمونه‌های مختلف در نرم‌افزار اجزای محدود مدل‌سازی و رفتار چرخه‌ای آنها بررسی می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد استفاده از این سیستم با رویکرد ذکر شده در قاب‌های فولادی در مقایسه با دیوارهای برشی فولادی باعث افزایش جذب انرژی و سطح زیر منحنی‌های هیسترزیس و نیز کاهش پدیده باریک‌شدگی منحنی می‌شود. از جمله دیگر مزایای این سیستم می‌توان به کاهش قابل‌توجه تقاضا در ستون‌ها، قابلیت انطباق با معماری، منحنی‌های چرخه‌ای پایدار، عدم تاثیر سیستم ارایه شده در رفتار اتصالات تیر به ستون و در نتیجه عدم نیاز به اتصالات خمشی، قابلیت استفاده در ساختمان‌های بلندمرتبه و همچنین قابلیت استفاده در بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌ها اشاره نمود.

    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی نیمه مقید در لبه، رفتار چرخه ای، باریک شدگی، تیر پیوند برشی، بار چرخه ای
  • محسن گرامی*، پوریا میرزایی صفحات 87-106

    زلزله های شدید ممکن است باعث وقوع آتش سوزی‌های گسترده در سازه‌ها شوند. در شرایط پس از زلزله عواملی چون بروز تغییر مکان های پسماند در طبقات سازه، افزایش شدت آتش و آسیب دیدگی پوشش‌های ضد حریق مقاومت سازه را در برابر آتش کاهش می دهد. روش و الزامات طراحی لرزه ای سازه ها می تواند تاثیر زیادی بر مقاومت آنها در برابر آتش داشته باشد. در این مقاله، عملکرد سازه‌های قاب خمشی فولادی متوسط و ویژه تحت آتش پس از زلزله مورد مقایسه قرار می‌گیرد. برای این منظور، دو قاب خمشی فولادی 5 و 10 طبقه با پوشش ضد حریق در دو حالت ویژه و متوسط طراحی شده و تحت بارگذاری آتش استاندارد و آتش طبیعی در شرایط پس از زلزله قرار می‌گیرند. برای بارگذاری لرزه‌ای، دو سطح خطر زلزله طرح و زلزله خیلی شدید در نظر گرفته شده است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، کاهش زمان مقاومت نمونه‌های قاب خمشی ویژه ناشی از اعمال بارهای لرزه‌ای با هر دو سطح خطر طرح کمتر از 21 درصد است. درحالی‌که زلزله‌های خیلی شدید باعث کاهش 75 درصدی در زمان مقاومت سازه‌های قاب خمشی متوسط می‌شوند، کاهش مقاومت این سازه‌ها در مقابل زلزله طرح کمتر از 19 درصد برآورد شده است. همچنین، نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد که زلزله‌های خیلی شدید ممکن است باعث خرابی قاب‌های خمشی متوسط تحت آتش طبیعی پس از زلزله شوند، درحالی‌که قاب‌های خمشی ویژه قادر به تحمل بار آتش طبیعی در شرایط پس از زلزله می‌باشند.

    کلیدواژگان: آتش پس از زلزله، آتش استاندارد، آتش طبیعی، سطوح عملکردی، قاب خمشی فولادی
  • مجید محمدی*، علیرضا سرمایه خواه صفحات 107-119

    میان قاب، دیواری است که در داخل و در تماس کامل با قاب اجرا می‌شود و سختی و مقاومت آن را به مقدار قابل‌ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد. در آیین‌ نامه‌های به سازی لرزه‌ای توصیه شده پس از بررسی کفایت اعضا و اتصالات قاب برای تحمل نیروهای حاصل از کنش میانقابی، وجود میانقاب با یک دستک فشاری قطری مدل‌سازی گردد. در مورد میانقاب‌های دارای بازشو نیز رویه مشابهی به‌کار گرفته می‌شود و در آیین‌نامه‌های بهسازی استفاده از ظرفیت آنها مجاز دانسته شده است. این در حالی است که برای مدل‌سازی آنها در سازه لازم است علاوه بر ارایه مدل ریاضی، مقدار ضریب اصلاح (m) ارایه گردد که در حال حاضر پیشنهادی برای هریک از این موارد وجود ندارد. بنابراین در این تحقیق تلاش شده است که مقدار ضریب اصلاح بر اساس کارهای آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی ارایه گردد. برای این منظور، مقدار این ضریب برای نمونه‌های دارای بازشو و همچنین نمونه‌های مشابه توپر محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. در انتها، نشان داده شده است که ضریب اصلاح m برای میانقاب‌های دارای بازشو را می‌توان برابر با مقدار متناظر میانقاب فاقد بازشو در نظر گرفت. در ادامه ضریب اصلاح میانقاب‌های توپر مورد توجه قرار گرفت. عوامل موثر بر ضریب اصلاح این‌گونه میانقاب‌ها بررسی و نشان داده شد که ضریب اصلاح این‌گونه میانقاب‌ها فقط تابع جنس میانقاب و قاب پیرامون آن است و به‌رغم پیشنهاد آیین‌نامه‌ها، به نسبت بعدی و نسبت مقاومت قاب به میانقاب وابسته نیست. در ادامه مقادیری برای ضریب m میانقاب توپر برحسب جنس قاب و میانقاب پیشنهاد ‌شد.

    کلیدواژگان: ضریب اصلاح، منحنی پشتواره، منحنی پوش، میان قاب های دارای بازشو، قاب میان پر
  • عباس طاهری، محمود حسینی*، عبدالرضا سروقد مقدم صفحات 121-134

    برای جلوگیری از پیامدهای نامطلوب ناشی از طراحی بر اساس آیین‌نامه‌های متداول از جمله آوارگی هزاران نفر و لزوم تخریب و بازسازی ساختمان، طراحی سازه به‌صورت تعمیرپذیر با کمک جاذب‌های انرژی مورد توجه قرار گرفته است و در این راستا اخیرا توسط نویسندگان مقاله تقسیم سازه ساختمان به دو بخش داخلی و خارجی با پریودهای مختلف و استفاده از میراگرهای هیسترزیس با مشخصات مناسب بین آن دو بخش به‌منظور استهلاک انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. در پژوهش حاضر برای استهلاک انرژی از میراگرهای ویسکوز بین دو بخش سازه استفاده شده و مکان و ضریب میرایی مناسب میراگرها تعیین و پاسخ‌های سازه با نتایج حاصل از به‌کارگیری میراگرهای هیسترزیس با سختی، مقاومت و قابلیت جذب انرژی مناسب مقایسه شده است. برای این منظور ابتدا با تقسیم یک ساختمان 5 طبقه به دو بخش و استفاده از مستهلک‌کننده‌های ویسکوز در تراز بام ضمن تشکیل معادلات حرکت و کدنویسی در محیط برنامه MATLAB به تعیین ضریب میرایی مناسب میراگر ویسکوز پرداخته شد و نتایج نشان داد که با انتخاب مقادیر مناسب برای این کمیت می‌توان باعث جذب انرژی بالا و کاهش قابل ملاحظه دریفت طبقات ساختمان گردید. سپس سه ساختمان فولادی مهاربندی شده 5، 8 و 11 طبقه به کمک نرم‌افزار ETABS طراحی و به دو بخش داخلی و خارجی تقسیم و در نرم‌افزار PERFORM-3D مدل شد و در آنها از میراگر ویسکوز با ضریب میرایی مناسب حاصل از نرم‌افزار MATLAB استفاده گردید. از مقایسه عملکرد میراگر ویسکوز با ضریب میرایی مناسب و میراگر هیسترزیس، با سختی و مقاومت مناسب، مشخص شد در حالتی که از میراگرهای ویسکوز با ضریب میرایی مناسب استفاده شود ماکزیمم دریفت طبقه در سازه خارجی تقریبا 35 درصد و در سازه داخلی تقریبا 50 درصد نسبت به سازه یکپارچه کاهش می یابد. این در حالی است که اگر از میراگر هیسترزیس با سختی و مقاومت مناسب استفاده شود ماکزیمم دریفت طبقه نسبت به سازه یکپارچه، در سازه خارجی تقریبا 20 درصد و در سازه داخلی تقریبا 65 درصد کاهش می‌یابد.

    کلیدواژگان: هدایت آسیب، مستهلک کننده های هیسترتیک و ویسکوز، تحلیل دینامیکی غیرخطی، MATLAB، PERFORM-3
  • بابک منصوری، پرهام جلیلوند، محسن غفوری، آشتیانی صفحات 135-145

    مدل‌سازی توزیع ساختمان‌های مسکونی و جمعیت وابسته به آن جزء لاینفک در تجزیه‌وتحلیل خطرپذیری مستقیم و غیرمستقیم مرتبط با سوانح طبیعی ازجمله زلزله در محیط‌های شهری است. در این مطالعه، توزیع جمعیت مسکونی همبسته با بناهای مسکونی برآورد گردیده است. این پژوهش مدلی جامع‌ با وضوح مکانی مناسب برای ایران، متناسب با شرایط منطقه‌ای و در نظر گرفتن بانک‌های اطلاعاتی موجود و قابل‌دسترس ارایه کرده است. روش داسیمتری، روشی کارا جهت توزیع مناسب داده‌های موجود به‌تناسب شرایط محیطی-منطقه‌ای است که بر اساس نیازها و شرایط مورد نظر امکان تلفیق با داده‌های رقومی کمکی را داشته و توسط مدل‌های آماری توسعه می‌یابد. در این تحقیق، داده‌های آماری (مرتبط با حوزه‌ها و یا بلوک‌های آماری- مرکز آمار) و تصاویر رقومی (شامل تصاویر ماهواره‌ای و داده‌های مدل توزیع جمعیت جهانی لندسکن) گردآوری‌ شده که پس از بررسی، پردازش و پالایش، ادغام داده‌ها صورت گرفت. همچنین شاخص‌هایی مهم و قابل‌استخراج از تصاویر اپتیکی با وضوح بسیار بالا برای قسمتی از یک شهر معرفی شد که در تکمیل بانک اطلاعات ساختمان مفید می‌باشد. به‌عنوان یک مطالعه موردی، خسارات لرزه‌ای در قالب میزان تخریب ساختمان‌ها و تلفات انسانی در منطقه مطالعاتی بررسی‌شده است. در گام اول، با هدف تکمیل و توسعه بانک‌های اطلاعات محیط ساخته‌ شده و برای دستیابی به پارسل‌های ساختمان‌های موجود، روش‌های استخراج اشیاء (ساختمان‌ها) [i] از تصاویر ماهواره‌ای در بلوک‌های شهری مورد استفاده قرار گرفت. در فاز دیگر، اطلاعات سازه‌ای و جمعیتی با رویکرد داسیمتری برای منطقه مورد نظر به دست آمدند و بانک اطلاعات با توزیع مکانی مناسب توسعه یافت. سپس، پهنه‌بندی حرکت توانمند زمین برای سناریوهای مطرح در منطقه مورد مطالعه تولید شد. در نهایت در گام آخر، برآورد میزان خسارات سازه‌ای و تلفات انسانی مرتبط برحسب سناریوهای مورد نظر به دست آمد. در منطقه مطالعاتی، برآورد خسارات فیزیکی حاکی از این است که برای سناریوی مفروض زلزله گسل خزر بیش از 50000 واحد مسکونی در معرض تخریب شدید تا فروریزش خواهد بود.

    کلیدواژگان: ارزیابی آسیب پذیری، مدل سازی توزیع جمعیت، داسیمتری، سنجش ازدور، برآورد خسارات و تلفات