زلزله شناسی و مهندسی زلزله
سال:1383 | دوره:6 | شماره:2 |تعداد مقالات:5

در این مقاله داده های شتابنگاری نگاشته شده در ایران از سال 1994 تا پایان سال 2002 میلادی برای یافتن شتابگاشتهای با کیفیت بهتر (نسبت سیگنال به نویز بالاتر) به ویژه در فرکانسهای پایین مورد بررسی قرار گرفته اند. داده های با نسبت سیگنال به نویز پایین بویژه در فرکانسهای کمتر از 0.3 هرتز از داده های کاتالوگ حذف شده و 100 نگاشت باقی مانده در این مقاله مورد پردازش و تحلیل قرار گرفته است. رده بندی ساختگاه در این مطالعه بر اساس روش تابع گیرنده (با محاسبه نسبت H/V برای هر نگاشت) انجام شد. بر اساس این روش تعداد 46، 10، 16 و 28 نگاشت به ترتیب برای ساختگاههای رده 1، 2، 3 و 4 حاصل گردید. محتوی فرکانسی بیشتر نگاشتها دامنه های غالب بین 0.2 تا 10 هرتز را نشان می دهند. مقدارهای فرکانس بیشینه بطور سازمان یافته بر روی مولفه قائم مقدارهای بیشتری از مولفه افقی را مشخص می کند. این کاتالوگ با 100 نگاشت بر اساس داده های 15 زلزله که با کیفیت بهتری ثبت شده اند شکل گرفته است. طیفهای پاسخ با بیشینه شتابهای بیش از 0.05g بر اساس مقدارهای نرمال شده میانگین طیفهای پاسخ برای هر 4 نوع ساختگاه ارایه شده است. پریودهای غالب برای ساختگاههای 1، 2، 3 و 4 به ترتیب عبارتند از 0.09، 0.1، 0.13 و 0.2 ثانیه برای مولفه افقی و 0.08، 0.06، 0.11 و 0.15 ثانیه برای مولفه قائم.

غالبا پلهای با دهانه طویل بر روی گذرگاههایی با دره های عمیق بنا می شوند. این گذرگاهها بدلیل ناهمگونی های توپوگرافیکی و شرایط خاک محل، نیاز به بررسی های خاص مبنی بر امکان بروز بزرگنمایی های موضعی حرکتهای زمین را دارند. در حقیقت، این عامل باعث افزایش موضعی نیروهای ورودی لرزه ای شده و امکان دارد در ستونهای پل عکس العملهای ناهماهنگ بوجود آورد. در اینگونه موارد باید الزامات طراحی خاصی مورد نظر قرار گیرد تا از گسترش صدمات وارده در اثر جابجایی های غیر فاز زمین و جابجایی نسبتا بزرگ ناشی از آن در ستونهای مجاور هم جلوگیری شود. بنابراین، تشخیص تغییرات حرکت زمین ناشی از ناهمگونی های جانبی موضعی و ناشی از خصیصه های کاهندگی در توصیف واقع گرایانه حرکتهای ناهماهنگ در پایه ستونهای پل یک امر حیاتی است. ما کارهای انجام پذیرفته در چارچوب همکاریهای بین المللی در تشخیص اهمیت تحریک لرزه ای غیر همزمان ساختمانهای بلند را توضیح داده ایم. به منظور تکمیل این وظیفه، یک مجموعه داده های شتابنگاشت غیر واقعی بر اساس پارامترهایی که بر اساس دانش فعلی ما، شامل ساختار ژئولوژیکی و زمینه های لرزه - تکتونیکی محدوده مورد مطالعه است، محاسبه گردیده است. نتایج نشان می دهند که ناهمگونی های جانبی می توانند تغییرات قابل توجهی در حرکت نقاط مختلف زمین حتی در فواصل کوچک، بوجود آورند. به عبارت ساده تر، هنگامی که دامنه های جابجایی، سرعت و شتاب بررسی می شوند، تفاوت نسبی دامنه حرکت با دامنه حرکت قابل مقایسه است. بنابراین بر اساس رابطه تجربی برازش موجود بین شدت و حداکثر مقدار حرکت زمین، نتیجه کلی مدل سازی ارایه شده این است که اثرات ناشی از حرکتهای نسبی می توانند باعث شود، شدت لرزه ای که پل تجربه می کند نسبت به شدت متوسط موثر در ناحیه ای که پل در آن قرار گرفته، اندکی بیش از یک واحد گردد.

با استفاده از تئوری ارتعاشات پیشا، روشی برای محاسبه پاسخ سیستمهای ثانویه تحت اثر مولفه های چندگانه زلزله تدوین شده است. در روش ارایه شده اثرات اندرکنش بین سیستم های اولیه و ثانویه و نامتناسب بودن میرایی در نظر گرفته شده و روابط لازم برای محاسبه توابع خود همبستگی، چگالی طیفی، طیف پاسخ طبقه و زاویه بحرانی بدست آمده است. روابط به گونه ای ارایه شده اند که طیف پاسخ طبقه مستقیما بر حسب طیف پاسخ مولفه های زلزله های بدست می آید. به عنوان مثال طیف طبقه برای قابهای پیچشی مختلف تحت اثر میانگین طیف پاسخ 20 زلزله ایران محاسبه شده است. تغییرات طیف طبقه بر حسب پارامترهای مختلف سازه ای مثل خروج از محوری، نسبت جرم و میرایی نامتناسب مطالعه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد برای خروج از محورهای بزرگ، چند مولفه ای بودن زلزله مهم می باشد و نمی تواند نادیده گرفته شود.

تحلیل خطر احتمالاتی (PRA) برای تعیین احتمال شکست پلهای کابلی پروانه ای تحت اثر حرکات تصادفی زمین در این مقاله بررسی می شود. زلزله ورودی به تکیه گاه پل به صورت طیف پاسخ سازگار با خطر در نظر گرفته شده است. عرشه پل به صورت یک تیر متکی بر فنرهای در نقاط مختلف مدلسازی شده است. ماتریس سختی درگیر (Coupled) فنرها از تحلیل استاتیکی دو بعدی جداگانه سیستم کابل - برج - عرشه تعیین می شود بطوریکه انعطاف پذیری پایه برج ناشی از اندرکنش خاک - سازه در نظر گرفته می شود. میرایی ناشی از خاک به روش انرژی مدی معادل اعمال می شود. پاسخ عرشه پل به کمک تحلیل سیستم چند درجه آزاد به روش تحلیل طیف پاسخ بدست می آید. تحلیل خطر احتمالی شامل عدم قطعیتهای پاسخ در اثر تغییر حرکت زمین، مدلسازی و روش تحلیل، و عدم قطعیت های ظرفیت در اثر تغییر ضریب شکل پذیری و تمرکز خسارت می باشد. مد شکست پل در محل حداکثر سنگ خمشی عرشه به صورت شکست خمشی فرض شده است. احتمال شکست عرشه پل به کمک تئوری لنگر ثانویه مرتبه اول تحلیل قابلیت اعتماد تعیین می شود. یک پل سه دهانه با کابل پروانه ای متقارن به عنوان مثال نمونه در نظر گرفته شده است. منحنی های آسیب پذیری مربوط به شکست عرشه پل برای چند پارامتر متغیر بدست آمده است. پارامترها شامل انعطاف پذیری پایه، درجه همبستگی حرکت زمین، زاویه تابش زلزله، نسبت به مولفه های حرکت زمین و زلزله ورودی می باشد. مطالعات نشان می دهد که احتمال شکست در حالت پایه انعطاف پذیر در مقایسه با پایه گیردار بطور قابل ملاحظه ای پایین است. بعلاوه، زاویه تابش، میزان همبستگی، نسبت مولفه های حرکت زمین و طیف پاسخ ورودی اثرات قابل توجهی در احتمال شکست دارند.

در این مقاله دو پل موجود در مناطق خفیف لرزه ای شرق ایالت متحده جهت ارزیابی لرزه ای مطالعه شده اند. بررسی جزییات و فاصله های میلگردی عرضی در پایه های بتنی این دو پل نشان داده که موارد مربوط در آیین نامه AASHTO 1996 نقض شده اند. واکنش عرضی قابهای دو ستونی انتخاب شده جهت مطالعه تحت اثر زلزله های ال سنترو و نهانی مقیاسی شده به 0.15g نشان می دهد که سطح نیروهای مورد نیاز طراحی بسیار نازلتر از سطح نیروی سطح نیروی تسلیم می باشند. در این مقاله یک ارزیابی لرزه ای مقدماتی بر اساس تحلیل پایه های پلها ارایه شده است.