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
3 فصل سوم : مشخصات زلزله نزدیک گسل 16
4 فصل چهارم : روش های تولید زلزله 26
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
5-4 ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه های مورد مطالعه تحت زمین لرزه نزدیک گسل 58
6 فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات 65
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 4‑2 : 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 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
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
