دانشگاه آزاد اسلامی

دانشکده فنی و مهندسی

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی‌ارشد

در رشته مهندسی عمران زلزله

 

عنوان:

ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل

  

استاد راهنما :

دکتر بابک علی نژاد

زمستان1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست
1    فصل اول : کلیات 1
1-1 مقدمه 2
1-2 اظهار مسئله 3
1-3 فرضیه ها و سوالات پژوهش 5
1-4 اهداف پژوهش 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 چاپ گردیده 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 بهره گیری 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 بهره گیری می گردد. تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی به جهت تعیین سطوح عملکرد و اندازه 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
 
 
 
 
 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد رشته عمران سازه: ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب بتن مسلح تقویت شده

1                      فصل اول : کلیات



 
 
 
 

1-1 مقدمه

مطالعه و تبیین ارتعاشات نیرومند زمین در دو شاخه مهندسی سازه (دیدگاه تحلیل رفتار سازه) و مهندسی زلزله (دیدگاه تحلیل رفتار زمین)، دارای اهمیت فراوان می باشد. شایان توجه می باشد که برای حداقل کردن خسارت حاصل از زلزله های بزرگ، نیازمندی به تدوین، تعمیم و گسترش دیدگاه های تحلیلی نسبت به ارتعاشات نیرومند زمین، بیش از پیش عیان گردیده می باشد.
زمین لرزه نزدیک گسل دارای مشخصات ویژه ای می باشد که آن را از زمین لرزه حوزه دور از گسل متمایز می سازد. تجربه زلزله های گذشته نشان داده می باشد که این مشخصات، اثرات قابل توجهی روی نیاز لرزه ای سازه ها وارد می نماید. به ویژه در رکوردهای سرعت زلزله های نزدیک گسل، عبارت از وجود سرعت های نموی بزرگ زمین، که در پی پالس های بلند مدت شتاب ایجاد می گردد. نمودی از این اثرات به شکل ایجاد تغییر مکان های نوسانی بزرگ، که در رکورد تغییر مکان زمین نیز دیده می گردد. وجود این مقادیر بزرگ در پارامتر های حرکات زمین در نزدیک گسل، مشخصه بارز رکوردهای زلزله ها نظیر زلزله نورتریج، زلزله کوبه، زلزله چی چی تایوان و برای زلزله های حوزه نزدیک گسل یا به اظهار دیگر زلزله های با فاصله کم نسبت به گسل لرزه زا می باشند. با در نظر داشتن اینکه بسیاری از شهرهای بزرگ جهان مانند 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 گویا.
 
 

1-2 اظهار 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 گردد 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 می باشد[1]. این مسئله نشان می دهد که مطالعه رفتار لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل دارای اهمیت بسیاری می باشد.
بعضی 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 نظاره می گردد. 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 به وجودآمدن یک پالس مجزا در تاریخچه زمانی سرعت زمین لرزه می گردد. این اثر اغلب در مولفه عمود بر گسل قابل نظاره می باشد[3]. وجود این پالس باعث بزرگتر شدن معیار شدت طیف پاسخ (Sa) در پریودهای نزدیک به پریود پالس می گردد. پس 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 نزدیک گسل اخیر همانند زمین لرزه کوکائلی[4] ترکیه (1999) و همچنین زلزله چی چی[5] تایوان (1999)،حاوی مقادیر بزرگی جابجایی همیشگی زمین می باشند که به این پدیده جابجایی ماندگار گفته می گردد. این تغییر شکل در طول زمان لغزش در راستای لغزش گسل رخ داده و پس عموما در مولفه موازی گسل قابل نظاره می باشد. به همین جهت در اکثر موردها 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 گردد.

دسته‌ها: عمران