Journal of Seismology and Earthquake Engineering
Volume:10 Issue: 4, Winter 2009

در سالهای اخیر استفاده از خاک مسلح با استفاده از المانهای مختلف تسلیح مخصوصا مصالح ژئوسنتتیک رو به فزونی گذاشته و کاربرد زیادی در زمینه ژئوتکنیک داشته است. الیافها (Fibers) یکی از انواع المانهای تسلیح هستند که به صورت مصنوعی و یا طبیعی تولید می شوند و با اختلاط با خاک باعث افزایش مقاومت برشی و کششی خاک و اصلاح خواص مهندسی آن می شوند. یکی از این نوع الیاف مصنوعی، تریشه های موکت و ژئوتکستایل است که از دیدگاه محیط زیستی دفع و استفاده صحیح از آنها از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. این مطالعه به بررسی تاثیر این نوع الیاف بر اصلاح خواص و پارامترهای دینامیکی خاکهای ماسه ای ریز می پردازد. به این منظور تعداد پنج مدل خاک ماسه ای مسلح در جعبه چندلا (مورق) بر روی میز لرزه دانشگاه توکیو ساخته شده و لرزه های متوالی با دامنه و فرکانس مختلف به آنها اعمال گردید. فرکانس و دامنه لرزه های متوالی به نحوی انتخاب گردیدند که دامنه جابه جایی که متناسب با دامنه شتاب و عکس مجذور فرکانس می باشد به مرور افزایش یابد. الیاف موکت در اندازه ثابت و درصدهای وزنی مختلف با ماسه در شرایط خشک مخلوط گردیده و مدل جعبه چندلا (مورق) آماده گردید. با تحلیل برگشتی داده های مربوط به شتابنگاری و جابه جایی سنج لیزری پارامترهای سختی برشی و میرایی مربوط به این مدلها محاسبه گردیده و با مدل غیر مسلح مقایسه گردیدند. نتایج حاکی از تاثیر مطلوب افزودن الیاف ژئوتکستایل بر فرکانس طبیعی و پارامترهای سختی و میرایی خاک ماسه ای می باشد.

به منظور سنجش کاربری تکنیک پردازش آرایه ای ارتعاشات محیطی در تعیین پروفیل سرعت موج برشی، آرایه ای متشکل از 3 دایره متحدالمرکز در یک سایت نمونه در جنوب شهر تهران با استفاده از 15 دستگاه لرزه نگار به مدت 15 ساعت برداشت گردید. تحلیل همزمان تک ایستگاهی میکروترمور (روش H/V) و آرایه ای آن با دو روش فرکانس عدد موج (f-k) و روش خودهمبستگی مکانی (SPAC) جهت برآورد پریود طبیعی ساختگاه و مشخصات پراکندگی امواج سطحی انجام شد و سپس با استفاده از الگوریتم برگشتی همسایگی، تلاش گردید تا پروفیل سرعت موج برشی تا عمقی که با توجه به ابعاد آرایه امکان پذیر است، برآورد گردد. در تحلیل آرایه ای ترکیبهای مختلف از ایستگاه ها، مشخصات پراکندگی امواج رایلی در محدوده های مختلف فرکانسی استخراج گردید و نتایج تحلیل برگشتی حاصل از مدلهای ورودی مختلف از نظر تعداد و عمق لایه ها و محدوده های مختلف سرعت موج برشی با یکدیگر و با نتایج مطالعات قبلی ژئوتکنیکی در ساختگاه مقایسه گردید. با بررسی نتایج تحلیل آرایه ها مشاهده شد که روش Espac نسبت به روش f-k، موفقتر عمل می کند. همچنین مشخص گردید در تحلیل برگشتی، با در نظر گرفتن مدلهای چند لایه ای با حداقل تعداد لایه های سایت مورد مطالعه، نتایج مناسبتری از وضعیت ساختگاه به دست می آید و در صورتی که تعداد لایه های پیشنهادی بیشتر از تعداد لایه های سایت باشد، تغییرات ناچیزی در مقادیر سرعت موج برشی در پروفیل مشاهده می شود.

روش های طراحی مبتنی بر تغییر مکان جدیدترین ابزار طراحی بر اساس عملکرد است که امروزه توجه محققین زیادی را به خود جلب نموده است. اما تعداد بسیار کمی از این روش ها به صورت استاندارد و مناسب جهت بکارگیری در آیین نامه های طراحی مدرن می باشند. در این مقاله رفتار غیرارتجاعی چهار سازه بتنی قاب خمشی منظم و انعطاف پذیر با ارتفاع چهار، هشت، دوازده و شانزده طبقه که با دو دیدگاه متفاوت تغییرمکانی و نیرویی طراحی شده اند، مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. در روش طراحی براساس نیرو از نیروهای لرزه ای ویرایش سوم استاندارد 2800 [1] و در روش طراحی مستقیم مبتنی بر تغییر مکان مطالعات انجام پذیرفته توسط پتین گا و پریستلی [2] مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور ارزیابی عملکرد لرزه ای این سازه ها و مقایسه روش های مختلف طراحی، تحلیل تاریخچه زمانی دینامیکی غیرخطی تحت دو دسته شتابنگاشت "مصنوعی" و "واقعی مقیاس شده" که طیف پاسخ همگی آنها منطبق بر طیف طرح ویرایش سوم استاندارد 2800 می باشد، انجام پذیرفته است. بررسی ها نشان می دهند سازه های طراحی شده به روش تغییر مکان در مقابل روش نیرویی در حین وقوع زلزله رفتاری مناسبتر و قابل پیش بینی تر داشته و در موارد بیشتری اهداف عملکردی مورد نظر را تامین می نمایند.

روش های ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای ساختمانها و دیوارهای آجری شامل روش های ساده آیین نامه ای، روش های پیچیده اجزاء محدود و اجزاء مجزا و روش های کاربردی قاب معادل می باشند. گرچه روش های آیین نامه ای و قاب معادل، اغلب از دقت پایین تری نسبت به روش های اجزاء محدود و اجزاء مجزا برخوردارند، اما به دلیل تعداد زیاد و تنوع دیوارها و ساختمانهای آجری، روش های کاربردی همواره مورد توجه بوده است. از طرفی با توجه به نحوه متداول چیدن دیوارها در ایران و خالی بودن بندهای قائم از ملات، استفاده از روش های آیین نامه ای و قاب معادل، نیاز به کالیبره-شدن دارند. در این تحقیق، ضمن ارائه نتایج آزمایش بر روی سه دیوار آجری دارای بازشو با مقیاس 1:1 به همراه توضیحاتی در خصوص طراحی چیدمان و ابزارگذاری آزمایش و با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی، روشی کمی برای ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای دیوارهای آجری غیرمهندسی متداول در ایران با استفاده از مدلسازی قاب معادل کالیبره شده، تحلیل استاتیکی غیرخطی و متوسط گیری از مقادیر اصلاح شده سه دستورالعمل FEMA178، UCBC97 و FEMA356پیشنهاد گردیده که انطباق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی دارد. با استفاده از این روش، ظرفیت جانبی دیوارهای آزمایش شده با خطای کمتر از 11 درصد تغییرمکان نهایی با خطای کمتر از 22 درصد و مودهای شکست دیوارها به صورت دقیق ارزیابی گردیده است. همچنین پوش پاسخ سایکلیک آزمایشگاهی با منحنی نیرو- تغییرمکان به دست آمده از روش پیشنهادی، انطباق مناسبی داشته است.

سازه های جداسازی شده جرمی مورد بررسی در این مقاله از یک زیرسیستم جرمی شامل جرم اصلی سازه قرار گرفته بر روی قابی با سختی کم که از طریق مکانیزم جداسازی در ارتفاع سازه شامل میراگرهای ویسکوز به زیرسیستم سختی سازه شامل قاب مهار شده با سختی زیاد متصل شده است، تشکیل شده اند. مدل تحلیلی مورد استفاده یک مدل دو جرم- فنر می باشد که یک حالت کلی تری از مدل سه المانی ماکسول می باشد. سیستم کنترلی مورد استفاده شامل میراگرهای هیدرولیکی نیمه فعال می باشد که به عنوان جزیی از مکانیزم جداسازی در ارتفاع سازه در بین دو زیرسیستم جرمی و سختی سازه قرار می گیرند. در این تحقیق قابلیت روش جداسازی جرمی در کاهش اثرات ناشی از زلزله با دو رویکرد پارامتری و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در رویکرد پارامتری با تعریف ضریب جداسازی و به دست آوردن مشخصات دینامیکی سیستم، مقدار بهینه نسبی ثابت میرایی به صورت پارامتری به دست آورده شده و رابطه ضریب جداسازی با حداکثر نسبت میرایی مود اصلی سیستم نشان داده شده است. در رویکرد عددی پاسخ طیفی سازه های جداسازی شده جرمی در برابر زلزله طبس در دو حالت غیرکنترلی و تحت تاثیر کنترل نیمه فعال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی، نشاندهنده کاهش قابل توجه نیروهای ورودی زلزله در سازه های جداسازی شده جرمی نسبت به سازه های جداسازی نشده جرمی و نیز عملکرد مناسبتر سازه در حالت کنترلی می باشند.

در این مطالعه، عملکرد یک الگوریتم که پیش از این پیشنهاد شده در مقایسه با دو روش کنترل دیگر در کنترل نیمه فعال یک ساختمان مرجع دارای سامانه جداسازی لرزه ای غیرخطی که توسط یک گروه تحقیقاتی در محیط نرم افزاری MATLAB ® و SIMULINK® ارائه گردیده، بررسی شده است. الگوریتم مورد نظر به گونه ای طراحی گردیده که منحنی های هیسترزیس برش پایه ایجاد شده در ساختمان، مشابه منحنی های هیسترزیس ایجاد شده توسط تکیه گاه های اصطکاکی باشند. در کنار سامانه کنترلی یاد شده و برای مقایسه نتایج، از سامانه کنترل غیرفعال با میراگرهای روغنی با رفتار ویسکوز و همچنین سامانه کنترل نیمه فعال با میراگرهای متغیر کنترل شده توسط الگوریتم اسکای- هوک استفاده شده است. تحلیلها تحت هفت جفت شتابنگاشت صورت گرفته است. نمودارهای هیسترزیس نیروی میراگر در مقابل تغییرمکان تحت این تحریکها ارائه شده اند. نتایج نشان می-دهند روش های نیمه فعال مورد بررسی نسبت به روش غیرفعال دارای شاخصهای عملکردی مناسبتری هستند. روش کنترل پیشنهادی در مواردی در مقایسه با روش اسکای- هوک در کاهش پاسخها در این مساله موفق عمل نموده، اما تغییرات ناگهانی در نیروی میراگرها توسط این الگوریتم موجب افزایش شتاب طبقات گردیده و در مجموع عملکرد آن را نسبت به الگوریتم اسکای- هوک کاهش داده است.

در پلهای تیر و دال با تکیه گاه های نئوپرن، بلوکها یا کلیدهای برشی معمولا به منظور نگهداری تابلیه بر روی پایه و کوله در برابر بارهای جانبی زلزله طراحی می شوند. این عناصر نسبتا صلب می باشند و در هنگام زلزله نیروی اینرسی تابلیه را تقریبا به طور کامل به پایه و کوله منتقل می کنند. جرم تابلیه پلها نسبتا زیاد می باشد؛ لذا نیروی اینرسی ناشی از آن می تواند به عناصر زیر سازه (پایه، کوله و فونداسیون) آسیب جدی برساند. در این مقاله طرحی پیشنهاد می شود که در آن برشگیرهای فولادی جاری شونده با قابلیت شکل پذیری و جذب انرژی زیاد جایگزین بلوکهای برشی متداول در پلها می گردند. در هنگام زلزله نیروی اینرسی تابلیه در داخل این برشگیرها مستهلک می شود و در نتیجه بارهای لرزه ای وارد بر عناصر زیر سازه پل بشدت کاهش می یابد. رفتار برشگیر پیشنهادی تحت بارهای سیکلی با انجام مطالعات آزمایشگاهی بر روی چند نمونه متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعات نمونه هایی که از شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی نسبتا خوبی برخوردار بودند مشخص شدند. این نمونه ها در بارگذاری سیکلی تغییرشکلهای غیرخطی را تا 12 برابر حد الاستیک به صورت پایدار و بدون زوال در مقاومت تحمل نمودند. یک پل دو دهانه بتنی نیز با انجام تحلیلهای استاتیکی غیرخطی و دینامیکی تاریخچه زمانی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مطالعات تحلیلی نشان می دهد که در صورت استفاده از برشگیر پیشنهادی، تقاضای لرزه ای در عناصر زیرسازه پل حدود 50 درصد کاهش می یابد.