دانلود پایان نامه

به منظور زیان های وارده ناشی از یک زمین لرزه، لازم است برای هر نوع سازه رابطه بین شدت حرکات زمین و میزان آسیب وارده به سازه ها تعیین شود. رابطه ی اخیر تابع آسیب پذیری خوانده می شود روش های مختلفی برای ارزیابی خرابی ایجاد شده در سازه بر اثر زلزله موجودند. به طور کلی همه این روش ها را می توان در گروه های زیر طبقه بندی کرد [30] و [34]:
-1 روش های طبقه بندی: دسته بندی سازه ها به کلاس های گونه شناسی
-2 روش های بازرسی و امتیاز دهی: نسبت دادن مقادیر عددی (امتیاز) به هر یک از اجزاء مهم سازه
-3 روش های تحلیلی: مقاومت مورد انتظار سازه در برابر حرکات زمین
-4روش های آزمایشگاهی: انجام آزمایش به منظور تعیین ویژگی های سازه یا اجزای آن.
در روش های تحلیلی ارزیابی آسیب پذیری سعی می شود رابطه ای بین آسیب وارده به یک سازه مشخص و پارامترهای کلیدی و مهم پاسخ برقرار شود. به روش اول و دوم تحلیل تجربی آسیب پذیری نیز گفته می شود. در ادامه هر یک از این روش ها مختصری توضیح داده شده اند.
3-4-1- روش های طبقه بندی
این روش ها کاملاً بر پایه مشاهدات آماری خرابی های ناشی از زلزله های گذشته قرار دارند و معمولاً برای انواع مختلف سازه ها، توابع آسیب پذیری حاصل از این روش ها، رابطه ای بین درصد خرابی و یکی از معیارهای شدت حرکت زمین در حین زلزله، شتاب، سرعت یا جابجایی حداکثر زمین یا طیف پاسخ را بیان می کنند. ذکر این نکته لازم است که این روابط تجربی تنها برای یک سازه متوسط در دسته سازه های مورد مطالعه کاربرد دارند و پاسخ شان به شدت مشخصی از حرکت زمین تخمین زده می شود. بنابراین این روابط نمی توانند برای یک سازه خاص اعمال شوند.
مراحل به دست آوردن توابع آسیب پذیری در این دسته از روش ها، شامل سه گام اساسی زیر می باشد:
1- بازرسی و برآورد خسارات ناشی از زلزله های گذشته به وسیله پردازش آماری داده های مربوط به انواع متداول سازه ها، کیفیت ساخت و ساز، شرایط خاک و شرایط محلی و سطوح خرابی شناسایی شده.
2- تعیین پارامتر شدت میانگین لرزش زمین در منطقه مورد مطالعه برای زلزله هایی که تهیه داده های آسیب سازه ای و نیز پردازش آماری این داده ها برای زلزله های مذکور در گام قبلی صورت گرفته است.
3- ترکیب داده های آسیب سازه ای و شدت زمین لرزه متناظر با آنها به منظور تولید توابع
آسیب پذیری برای این منظور، رابطه ای بین خسارات ناشی از زمین لرزه برای عناصر در معرض ریسک موجود در منطقه و پارامترهای ثبت شده حرکت زمین برقرار می شود.
3-4-2- روش های بازرسی و امتیازدهی
در این روش ها با توجه به شرایط لرزه خیزی و شرایط ساخت و ساز براساس مشاهدات خرابی در زلزله های گذشته، فرم های امتیاز دهی ویژه ای تهیه می شوند. بازرسان ساختمان و یا انواع دیگر سازه ها، با استفاده از این فرم ها به هر یک از عوامل مؤثر بر آسیب پذیری لرزه ای سازه از قبیل وضعیت کاربری و اهمیت سازه، سیستم باربر قائم، سیستم لرزه بر جانبی، کیفیت اتصالات، شکل پذیری اعضا، نحوه ساخت، شرایط محل ساختمان، وضعیت پی و … امتیازاتی اختصاص می دهند. با جمع زدن امتیازات می توان تشخیص داد که سازه مورد نظر آسیب پذیر است یا خیر، در صورتی که توسط این روش مشخص شود که سازه آسیب پذیر است و احتیاج به ترمیم و بهسازی دارد از روش های دقیق تر ارزیابی آسیب پذیری استفاده می شود. بنابراین به کمک روش های امتیاز دهی می توان نوعی غربال کردن انجام داد و با صرف تلاش نسبتاً کمی سازه های با ریسک کمتر را از محدوده ی سازه های مورد مطالعه حذف نمود [35].
3-4-3- روش های تحلیلی ارزیابی آسیب پذیری
روش های تحلیلی ارزیابی آسیب پذیری بر اساس انجام تحلیل مدل های ریاضی سازه بنا شده است. با اعمال زلزله های متفاوت با شدت های متفاوت به سازه و انجام تحلیل روی مدل ریاضی سازه، مقادیر مختلف آسیب که همان شاخص های آسیب هستند محاسبه می شوند. این روش نسبت به طبقه بندی و امتیازدهی دقیق تر و هزینه برتر می باشد هر زمان پس از انجام روش های تجربی نیاز به اطلاعات بیشتری در مورد آسیب پذیری سازه باشد از این روش استفاده می گردد [30].
3-4-4- روش های آزمایشگاهی ارزیابی آسیب پذیری
در این روش پاسخ لرزه ای مدلی از سازه یا جز سازه ای توسط آزمایش های سیکلیک استاتیکی، دینامیکی و یا شبه دینامیکی تعیین می گردد. به علت هزینه ی بالای روش های آزمایشگاهی، ارزیابی آسیب پذیری خصوصاً برای مدل های هم مقیاس تنها برای سازه های خاص و ارزیابی صحت نتایج حاصل از روش های ارزیابی آسیب پذیری خصوصاً روش های تحلیلی، استفاده
می گردد همین طور یکی از منابع کالیبره کردن مدل های استفاده شده در روش های تحلیل آسیب پذیری استفاده از نتایج روش های آزمایشگاهی می باشد [34].
3-5- ارزیابی تحلیلی آسیب پذیری سازه
انجام ارزیابی آسیب پذیری سازه به صورت تحلیلی را می توان به صورت زیر مرحله بندی کرد:
1- تعیین پارامترهای لرزه ای ساختگاه 2 – مدل سازی سازه مورد نظر 3 – تحلیل سازه 4 – بررسی نتایج تحلیل برای مشخص کردن مقدار آسیب پذیری سازه [30].
یکی از نکات مهم در تحلیل نظری آسیب پذیری انتخاب توابع مناسبی از مقادیر پاسخ که از تحلیل مدل مکانیکی تحت اثر مجموعه ای از حرکات ورودی بدست آمده اند می باشد، به طوری که این توابع بتوانند درجه خرابی و یا آسیب وارده به یک عضو از سازه و در قسمت بعد آسیب وارده به کل سازه را نشان دهند. به این توابع معمولا تابع آسیب و به مقدار بدست آمده از آنها شاخص آسیب گفته می شود. این شاخص ها می توانند تابعی از یک یا چند متغیر باشند و هر متغییر می تواند نشان دهنده یک تغییر شکل در سازه باشد مانند جابجایی و دوران. شاخص های آسیب به دو دسته کلی و موضعی تقسیم می شوند که می توان برحسب مقدار وسعت قسمت آسیب دیده یا آسیب پذیر سازه این دو را از هم تفکیک نمود. در زمینه شاخص کلی و موضعی در بند 2-4-1 فصل دو توضیحاتی ارائه شده است.