نوشته های مشابه
تحلیل اثر ساختگاه با اثرات محلي ساختگاه نقش مهمي در طراحي مقاوم سازهها در برابر زلزله ايفا مينمايد و بايستي براي هر حالت به صورت مجزا با آن برخورد لازم صورت پذيرد. اين مساله معمولاً به وسيله تدوين يك و يا تعداد بيشتري حركت مبناي طرح زمين انجام ميشود.
شرايط محلي ساختگاه بر كليه خصوصيات مهم حركت نيرومند زمين شامل دامنه، محتوي فركانس و مدت دوام، ميزان تاثير، خواص مصالح لايه هاي زيرسطحي، توپوگرافي ساختگاه و خصوصيات حركت ورودي اثر قابل ملاحظهاي ميگذارند. طبيعت اثرات محلي ساختگاه را ميتوان با بهرهگيري از روشهاي مختلف مانند تحليل سازه تئوري پاسخ زمين، اندازهگيري حركات واقعي سطحي و زيرسطحي در همان ساختگاه و اندازهگيري حركات سطح زمين در ساختگاههائي با شرايط متفاوت از ساختگاه مورد نظر تشريح نمود.تحلیل اثر ساختگاه با استفاده از روش محاسباتی
مقادير بيشينه شتاب براي هر منطقه در مورد بيشتر كشورها توسط آيين نامه تعيين گرديده است و به اين ترتيب درحالت كلي نيازي به مطالعات ويژه و تفصيلي درباره جايگاه ساختماني وجود ندارد. به هر حال از آنجا كه هزينه چنين مطالعاتي براي پروژههاي بزرگ و حساس نسبت به هزينه كلي بسيار ناچيز است و نيز در پاره‌اي موارد ميتواند منجر به نتايجي گردد كه تا حدي مكمل آييننامهها و مطالعات قبلي باشد، پرداختن به چنين مطالعاتي در اينگونه موارد كاملاً جايز است. خوشبختانه روشهاي جديد تحليل خطر لرزهاي امكان در نظر گرفتن همه اطلاعات زمين‌ساختي، لرزه‌خيزي و جنبش‌هاي نيرومند زمين را در تحليل فراهم مي‌كنند. بنابراين امروزه محاسبه خطر لرزهاي پايه هاي محكمي يافته است. روشهاي گوناگون برآورد خطر لرزهاي عبارتند از: روش تعييني (Deterministic) و احتمالاتي (Probabilistic).
يكي ديگر از خطرات زمين‌لرزه، خطر گسلش در گستره ساختگاههاي مورد مطالعه است. بر اين اساس بررسي اين گستره‌ها از ديدگاه وجود و عبور گسل، بهويژه در مجاورت گسل‌هاي فعال شناخته شده امري الزامي است.
تحلیل اثر ساختگاه با استفاده از روش محاسباتی
يكي از مهمترين خطرهاي ناشي از زمين‌لرزه ايجاد حركتهاي شديد ناشي از گذر موج‌هاي الاستيك مي‌باشد كه نه تنها ميتواند موجب تخريب و ناپايداري سازهها شود بلكه عاملي محرك براي ايجاد اثرهاي ثانوي مانند لغزش، فرونشست و روانگرايي است. شدت اثر تخريبي تكانهاي زمين‌لرزه بستگي به ويژگي‌هاي سرچشمه آن از جمله بزرگا، چگونگي عمل نيروهاي بوجود آورنده گسلش، همچنين فاصله كانوني و كاهيدگي زمين دارد. دادههاي تجربي نشان ميدهد كه رسوبات روي زمين و نوع پي سنگ اثر قابل ملاحظهاي در ازدياد يا كاهش ميزان تخريب دارند و به هر حال ميرائي در ساختگاههاي سنگي و يا خاكي كم عمق بسيار سريعتر از ساختگاههاي رسوبي اتفاق ميافتد. شتاب حركت افقي زمين مهمترين معرف نيروهاي افقي وارده به سازه بوده و براي سنجش نسبي تكانهاي شديد زمين كاربرد وسيعي دارد.
ارزيابي پاسخ زمين يكي از مسائل مهم در ژئوتكنيك لرزهاي است. تحليل‌هاي پاسخ زمين جهت پيش‌بيني حركات سطح زمين و تدوين طيف پاسخ طرح به منظور تعيين تنش‌ها و كرنش‌هاي ديناميكي براي ارزيابي خطرات ناشي از زمين لرزه بهكار ميرود.
روش هاي متداول در تحليل پاسخ زمين:
قبل از تشريح هر يك از مدل هاي پاسخ زمين لازم است تا چند واژه مورد استفاده تعريف شوند. حركت در سطح توده خاك به حركت سطح آزاد ( Free surface motion) مشهور است. حركت در پايين (پايه) يك توده خاك (يا بالاي بستر سنگي)، حركت در بستر سنگي (Bedrock motion) خوانده مي شود. به حركت در مكاني كه بستر در سطح زمين نمايان است، حركت در رخنمون سنگي (Rock outcropping motion) ناميده مي شود.
تحلیل اثر ساختگاه با استفاده از روش محاسباتی
شكل ۱- انواع حركت در سطح زمين بر پايه موقعيت و ويژگي هاي سنگ بستر
به منظور تعيين اثر ساختگاه و تاثير دادن آن در ويژگي هاي جنبش نيرومند زمين روش هاي متعددي وجود دارد. اين روش ها به طور كلي در سه رده مختلف قرار مي گيرند كه عبارتند از:
الف- روش هاي استاندارد (Standard approach)
ب- روش هاي عددي (Numerical approach)
ج- روش هاي دستگاهي (Instrumental approach)
روش هاي استاندارد:
روش هاي استاندارد به دو دسته تقسيم مي شوند.
استفاده از استاندارد هاي ملي يا بين المللي:
مانند آيين نامه طرح ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد ۲۸۰۰).
در اين روش بر اساس طبقه بندی هاي موجود در آئين نامه هاي ملي، زمين منطقه طرح يا مكان مورد توجه بر اساس ویژگی های خاک پی در چند رده (به عنوان مثال در آيين نامه طراحی ساختمان ها در مقابل زلزله، استاندارد ۲۸۰۰ در ۴ رده از I تا IV) دسته بندي شده اند.
شكل ۲- طيف هاي طراحي براي انواع مختلف خاك و بر پايه آيين نامه ۲۸۰۰
كاربرد مدل هاي كاهيدگي:
اين روش بر كاربرد مدل هاي كاهيدگي (Attenuation relationships)، حاصل از اطلاعات موجود داده هاي شتابنگاري، استوار است. با توجه به آنكه اين مدل ها بر اساس روش هاي آماري و داده هاي بدست آمده از زمين لرزه هاي با شرايط متنوع حاصل شده اند، نتايج حاصل از اين روش عموما با تقريب همراه است.
شكل ۳- برآورد جنبش نيرومند زمين بر اساس الگوي اصلي مدل هاي كاهيدگي.
روشهاي عددي:
منظور از روشهاي عددي استفاده از داده هاي مختلف زمين شناسي، ژئوفيزيك و ژئوتكنيك براي تبديل حركت سنگ بستر به حركت زمين در افق دلخواه (به عنوان مثال سطح زمين) مي باشد. اين روش ها خود در سه دسته رده بندي مي گردند.
روش خطي (Linear):
اين روش ساده ترين راه براي بازسازي عكس العمل خاك در اثر رخداد زمين لرزها بوده و بر مدل ويسكوالاستيك (Viscoelastic) كلوين با استفاده از تابع تبديل استوار مي باشد. معمولا تاريخچه زماني حركت بستر سنگي به صورت سري فوريه درآمده و پس از ضرب در تابع تبديل، سري فوريه حركت سطحي زمين را بدست مي دهد. با بهره گيري از تبديل معكوس فوريه، حركت سطح زمين را مي توان در حوزه زمان ارائه كرد.
تحلیل اثر ساختگاه با استفاده از روش محاسباتی
شكل ۴- مدل شماتيك ويسكوالاستيك كلوين
روش خطي معادل (Linear equivalent):
در روش خطي، مدول برشي و ضريب ميرايي براي هر لايه خاك ثابت در نظر گرفته مي شود. در طبيعت مقادير پارامترهاي فوق، متناسب با تراز كرنش (Strain) توليد شده در هر لايه مي باشد. در روش خطي معادل استفاده از منحنيهاي تغييرات مدول برشي و ضريب ميرايي نسبت به كرنش برشي (شكل ۲-۵)، در هر لايه مجزا كاربرد داشته و از اين رو نتايج مناسب تري، مطابق با طبيعت را به دست مي دهد.
شكل ۵- مدل خطي معادل. (a) منحني تغييرات كرنش نسبت به تنش (b) تغييرات مدول برشي و ميرايي با دامنه كرنش برشي.
روش غير خطي(Non-linear):
اگرچه روش خطي معادل براي بسياري از مسايل نتايج منطقي بدست مي دهد، اما يك روش تقريبي براي رفتار غير خطي پاسخ لرزه اي زمين است. تحليل پاسخ غير خطي واقعي توده خاك از انتگرال گيري مستقيم عددي در حوزه زمان بدست مي آيد. در حال حاضر كاربرد مدل هاي تنش – كرنش سيكلي به منظور تحليل پاسخ غير خطي يك بعدي كاربرد گسترده اي دارد.
روش هاي دستگاهي:
اين روش ها در چند رده كلي قابل تقسيم هستند كه مهمترين آنها عبارت است از عيارتند از استفاده از خرد لرزه ها (Microseismics) و بررسي نوفه هاي طبيعي زمين (Microtromors).
تحلیل اثر ساختگاه با استفاده از روش محاسباتی
