دانشگاه آزاد اسلامی

دانشکده فنی و مهندسی

پایان‌نامه برای دریافت درجه كارشناسی‌ارشد

در رشته مهندسی عمران – زلزله

عنوان:

ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل

استاد راهنما :

دکتر بابک علی نژاد

زمستان1393

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست

1    فصل اول : کلیات 1

1-1 مقدمه 2

1-2 بیان مسئله 3

1-3 فرضیه ها و سوالات تحقیق 5

1-4 اهداف تحقیق 6

2    فصل دوم : ادبیات موضوعی 7

2-1 مقدمه 8

2-2 تاریخچه موضوع 8

3    فصل سوم : مشخصات زلزله نزدیک گسل 16

3-1 مقدمه 17

3-2 اثر جهت داری 18

3-3 اثر جابجایی ماندگار 22

4    فصل چهارم : روش های تولید زلزله 26

4-1 مقدمه 27

4-2 روش شبیه سازی تابع تجربی گرین 31

4-3 روش شبیه سازی گسل محدود 32

4-4 تکنیک کارآمد شبیه سازی شتاب نگاشت در حوزه نزدیک گسل 34

4-5 عدم قطعیت در پارامترهای تولید زمین لرزه محتمل آینده 37

4-6 شبیه سازی زمین لرزه آینده با در نظر گرفتن عدم قطعیت چشمه 41

5    فصل پنجم : مطالعه موردی 45

5-1 مقدمه 46

5-2 معرفی سازه ها 47

5-3 روش تحلیل سازه ها 54

5-3-1  روش تحلیل استاتیکی 54

5-3-2  روش تحلیل دینامیکی 55

5-4 ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه های مورد مطالعه تحت زمین لرزه نزدیک گسل 58

6    فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات 65

7    منابع 68

فهرت شکل ها

شکل ‏3‑1: امواج حاصل از گسلش و تولید جهت داری 20

شکل ‏3‑2 :  ضربه جهت داری در گسل های امتداد لغز و نرمال – معکوس 20

شکل ‏3‑3 :  پالس موجود در رکورد سرعت در زلزله بم 21

شکل ‏3‑4: اثر جهت داری در تاریخچه زمانی سرعت در زلزله 1989 لوماپریتا [28] 22

شکل ‏3‑5 : نمودار شتاب، سرعت و جابه جایی مولفه نمادین زلزله نزدیک گسل 23

شکل ‏3‑6 : اثر جابجایی ماندگار در تاریخچه زمانی سرعت مولفه موازی با گسل زمین لرزه[7] 24

شکل ‏4‑1 : نمای شماتیک از فرآیند برهم نهی امواج منتشر شده از ریز گسل ها در مدل گسل محدود چشمه زمین لرزه[53] 33

شکل ‏4‑2 : نمای کلی از مدل سازی گسل و پارامترهای گسلش 36

شکل ‏4‑3 : نمونه ای از مدل های چشمه تولید شده برای زلزله سناریو 42

شکل ‏4‑4 : مقایسه طیف پاسخ زمین لرزه های شبیه سازی شده با زمین لرزه های ثبت شده در 3 ایستگاه نزدیک گسل زمین لرزه نورثریج 1994. خط مشکی نقطه چین نشان دهنده طیف رکورد ثبت شده، خطوط خاکستری نشان دهنده طیف های شبیه سازی شده و خظ مشکی توپر نشان دهنده میانگین طیف های شبیه سازی شده می باشد 43

شکل ‏5‑1: مشخصات سازه  3 طبقه SAC 49

شکل ‏5‑2: مشخصات سازه 9 طبقه SAC 50

شکل ‏5‑3: پلان سازه 20 طبقه SAC 51

شکل ‏5‑4: قاب سازه 20 طبقه SAC 52

شکل ‏5‑5: نمونه ای از تاریخچه زمانی زمین لرزه تولید شده و پالس جهت داری جدا شده از آن (a) تاریخچه زمانی سرعت زمین لرزه تولید شده (b) پالس جهت داری جدا شده از آن (c) زمین لرزه باقی مانده 59

شکل ‏5‑6: نمونه ای از تاریخچه زمانی زمین لرزه تولید شده و پالس تغییر مکان ماندگار جدا شده از آن (a) تاریخچه زمانی سرعت زمین لرزه تولید شده (b) پالس جهت داری جدا شده از آن 59

شکل ‏5‑7:  نتایج تحلیل سازه های 3، 9 و 20 طبقه SAC تحت زمین لرزه های نزدیک گسل در شرایط با و بدون پالس جهت داری (a) میانگین نسبت دریفت و (b) انحراف معیار استاندارد نسبت دریفت طبقات 61

شکل ‏5‑8: نتایج تحلیل سازه های 3، 9 و 20 طبقه SAC تحت زمین لرزه های نزدیک گسل در شرایط با و بدون پالس تغییر مکان ماندگار (a) میانگین نسبت دریفت و (b) انحراف معیار استاندارد نسبت دریفت طبقات 63

فهرست جدول ها

جدول ‏4‑1 : عدم قطعیت در پارامترهای مدل چشمه زمین لرزه [58] 42

جدول ‏5‑1 مشخصات مودال سازه های 3 ، 9 و 20 طبقه SAC 48

جدول ‏5‑2: جدول مشخصات ستون های ردیف A  و F سازه 20 طبقه 53

جدول ‏5‑3: مشخصات جرم وارد شده به قاب سازه ها 53

چکیده

زلزله های نزدیک گسل به دلیل داشتن حرکت پالس گونه با پریود بلند در ابتدای رکورد، اعمال نیروی ضربه ای بر سازه های موجود، نسبت بیشینه سرعت به بیشینه شتاب بالا و وجود بیشینه شتاب و سرعت و جابجایی بالاتر نسبت به زلزله های دور از گسل، تفاوت های حایز اهمیتی با زلزله های دور از گسل دارند.

در این مطالعه عملکرد قاب های خمشی فولادی در سازه های بلند در حوزه نزدیک گسل مورد ارزیابی قرار می گیرد. به دلیل کمبود داده های مربوط به زلزله نزدیک گسل و مرتفع ساختن این مشکل، از روشی جدید برای شبیه سازی زلزله حوزه نزدیک گسل با در نظر گرفتن محتوای فرکانسی استفاده می گردد. برای انجام تحلیل ها از سه سازه سه، نه و بیست طبقه دارای سیستم قاب خمشی فولادی  پروژه SAC، طراحی شده در لوس آنجلس استفاده می شود. تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی به جهت تعیین سطوح عملکرد و میزان تغییرشکل اعضای سازهای مورد مطالعه، تحت اثر زمین لرزه های حوزه نزدیک، بر روی مدل های طرح شده انجام می گردد. معیار های مختلف خسارت ازقبیل ماکزیمم تغییر مکان طبقات و تغییر مکان بام به عنوان پاسخ سیستم ها مورد ارزیابی قرار می گیرند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که مشخصات خاص زمین لرزه نزدیک گسل از قبیل اثر جهت داری و اثر تغییر مکان ماندگار، می تواند نیاز لرزه ای قابل توجهی در سازه های مهندسی نسبت به زمین لرزه عاری از پالس سرعت ایجاد نماید.

واژه های کلیدی:  زلزله حوزه نزدیک گسل، جهت داری، جابجایی مانگار، تحلیل تاریخچه زمانی

1                      فصل اول : کلیات

1-1 مقدمه

بررسی و تبیین ارتعاشات نیرومند زمین در دو شاخه مهندسی سازه (دیدگاه تحلیل رفتار سازه) و مهندسی زلزله (دیدگاه تحلیل رفتار زمین)، دارای اهمیت فراوان است. شایان توجه است كه برای حداقل كردن خسارت حاصل از زلزله های بزرگ، نیازمندی به تدوین، تعمیم و گسترش دیدگاه های تحلیلی نسبت به ارتعاشات نیرومند زمین، بیش از پیش آشكار گردیده است.

زمین لرزه نزدیک گسل دارای مشخصات ویژه ای است که آن را از زمین لرزه حوزه دور از گسل متمایز می سازد. تجربه زلزله های گذشته نشان داده است که این مشخصات، اثرات قابل توجهی روی نیاز لرزه ای سازه ها وارد می نماید. به ویژه در ركوردهای سرعت زلزله های نزدیك گسل، عبارت از وجود سرعت های نموی بزرگ زمین، كه در پی پالس های بلند مدت شتاب ایجاد می شود. نمودی از این اثرات به شكل ایجاد تغییر مكان های نوسانی بزرگ، كه در ركورد تغییر مكان زمین نیز دیده می شود. وجود این مقادیر بزرگ در پارامتر های حركات زمین در نزدیك گسل، مشخصه بارز ركوردهای زلزله ها نظیر زلزله نورتریج، زلزله كوبه، زلزله چی چی تایوان و برای زلزله های حوزه نزدیك گسل یا به بیان دیگر زلزله های با فاصله كم نسبت به گسل لرزه زا می باشند. با توجه به اینکه بسیاری از شهرهای بزرگ جهان از جمله کلان شهر تهران در معرض زمین لرزه نزدیک گسل قرار دارند، نیاز به شناخت خصوصیات زلزله نزدیک گسل و اثر آن بر سیستم های مهندسی بیش از پیش ضروری به نظر می رسد.

1-2 بیان مسئله

افزایش جمعیت شهرهای نزدیک به گسل های فعال (مانند تهران، تبریز، لوس آنجلس و توکیو)، احتمال وقوع زلزله ای با تلفات بسیار زیاد را در آینده نزدیک دوچندان می کند. این مسئله از این حقیقت ناشی می شود که زلزله نزدیک گسل[1] در مقایسه به زلزله دور از گسل، نیاز لرزه ای بزرگتری می تواند به سازه تحمیل  نماید و در نتیجه باعث وقوع خسارات زیادی در زلزله های گذشته شده است[1]. این مسئله نشان می دهد که بررسی رفتار لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل دارای اهمیت بسیاری می باشد.

برخی از مشخصاتی که زلزله نزدیک گسل را از زلزله دور از گسل متمایز می سازد عبارتند از اثر جهت داری[2] ، اثر جابجایی ماندگار[3]  زمانی که جهت پارگی گسل به سمت یک سایت به خصوص باشد و سرعت پارگی گسل نزدیک به سرعت انتشار امواج برشی باشد، در آن سایت اثر جهت داری مشاهده می شود. در این حالت سهم قابل توجهی از انرژی در یک بازه زمانی کوتاه به سایت منتقل می گردد[2]. مقدار زیاد انرژی وارده در بازه زمانی کوتاه، موجب بوجود آمدن یک پالس مجزا در تاریخچه زمانی سرعت زمین لرزه می گردد. این اثر اغلب در مولفه عمود بر گسل قابل مشاهده می باشد[3]. وجود این پالس باعث بزرگتر شدن معیار شدت طیف پاسخ (Sa) در پریودهای نزدیک به پریود پالس می گردد. بنابراین پاسخ سازه ها تحت زلزله دارای پالس، در مقایسه با زلزله دور از گسل متفاوت خواهد بود. گذشته خصوصیت فوق، نگاشت های ثبت شده در طی زلزله های نزدیك گسل اخیر همانند زمین لرزه کوکائلی[4] تركیه (1999) و همچنین زلزله چی چی[5] تایوان (1999)،حاوی مقادیر بزرگی جابجایی دائمی زمین می باشند كه به این پدیده جابجایی ماندگار گفته می شود. این تغییر شکل در طول زمان لغزش در راستای لغزش گسل رخ داده و بنابراین عموما در مولفه موازی گسل قابل مشاهده می باشد. به همین جهت در اکثر موارد با اثرات ناشی از جهت داری ترکیب نمی گردد[4].

[1] near fault ground motion

[2] directivity

[3] fling step

[4] kocaeli

[5] chi chi

تعداد صفحه : 97

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        *       asa.goharii@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.