۲-۷-۷ زلزله طرح و اثرات ساختگاهی

۱-۲-۷-۷ روش آیین نامه‌ای

استفاده از شتاب‌های پایه و طیف‌های مربوط به انواع مختلف زمین‌ها بر اساس طبقه بندی مبحث ششم برای ساختمان‌هایی که مشمول این مبحث می‌شوند، الزامی است. نحوه اعمال اثرات ساختگاهی با در نظر گرفتن تأثیر لایه‌های سطحی طبق روشهای ذکر شده در مبحث ششم و استاندارد ۲۸۰۰ الزامی است.

۲-۲-۷-۷ مطالعات ویژه زلزله طرح

برای برخی از ساختمان‌ها طبق شرایط مندرج در استاندارد ۲۸۰۰ باید مطالعات خاص برآورد مخاطره پذیری زلزله و محاسبات طیف ویژه طراحی و ارائه تاریخچه زمانی شتاب طراحی ساختگاه به عنوان "زلزله طرح" به شرح زیر انجام گیرد:

۱-۲-۲-۷-۷ تحلیل مخاطره پذیری

برای انجام برآورد مخاطره پذیری زلزله از روش متعارف "تحلیل احتمالاتی مخاطره پذیری" می‌تواند استفاده شود. در این نوع تحلیل پارامترهای حرکت زمین در سنگ بستر لرزه‌ای محاسبه می‌شوند. منظور از "پارامترهای حرکت زمین" مقادیر مربوط به شتاب، سرعت، جابجایی و نیز سایر پارامترهای طیفی و زمانی زمین لرزه است. پارامترهای حرکت زمین در یک ساختگاه براساس موقعیت ساختگاه نسبت به منابع لرزه زا، توان لرزه زایی و مکانیزم گسیختگی منابع لرزه را محاسبه و پیشنهاد می‌شود. این مطالعه باید توسط مهندس ذیصلاح این موضوع و با در نظر گرفتن نکات زیر و در پنج مرحله کلی انجام شود:

  1. شناسایی و مشخص نمودن تمامی منابع لرزه زا که قادر به تولید زمین لرزه مؤثر بر ساختگاه مورد مطالعه هستند.

  2. ارائه رابطه دوره بازگشت زلزله‌ها و انتخاب پارامترهای لرزه خیزی مناسب برای هر منبع لرزه زا با استفاده از کاتالوگ زلزله‌های منطقه یا روش‌های مناسب دیگر، در صورت نبود یا نقصان داده‌های کاتالوگ.

  3. انتخاب روابط کاهیدگی مناسب.

  4. تعیین مخاطره پذیری زلزله در محل سایت بر حسب پارامترهای زلزله طرح که در قالب منحنی مخاطره زلزله و با محاسبه احتمال رخداد پارامتر حرکتی مورد نظر ارائه می‌شود.

  5. بر اساس پارامترهای حرکتی و طیف طرح ویژه ساختگاه، به دست آمده در رقوم سنگ بستر لرزه‌ای، نگاشت‌های تاریخچه زمانی شتاب قابل ارائه‌اند. برای محاسبه پارامترهای حرکت قوی زلزله طرح و نیز ارائه نگاشت‌های مناسب برای آن می‌توان از نرم افزارهای معتبر استفاده کرد.

۳-۲-۷-۷ تحلیل اثر ساختگاه

حرکت ناشی از زلزله از سنگ بستر لرزه‌ای وارد لایه‌های سطحی رسوبی شده و با عبور از آن به پی سازه‌ها می‌رسد. اثراتی که مشخصات لایه‌های سطحی بر حرکت ناشی از زلزله در تراز پی می‌گذارد از اهمیت زیادی برخوردار بوده و باید در تعیین پارامترها، طیف پاسخ و تاریخچه زمانی حرکت زمین (زلزله طرح) در نظر گرفته شوند. اثر ساختگاه به دلیل وجود عوامل زیر بوجود می‌آید:

  • قرار گیری لایه‌های (نهشته‌های) نرم رسوبی بر روی لایه‌های سخت رسوبی یا سنگی

  • توپوگرافی سطحی

  • توپو گرافی عمقی لایه‌های رسوبی و سنگ بستر لرزه‌ای

۱-۳-۲-۷-۷ تأثیر لایه‌های رسوبی سطحی

مهم‌ترین نمود اثر ساختگاه به صورت تأثیر لایه‌های سطحی رسوبی بر پارامترهای حرکتی زلزله عبوری از این لایه‌ها است. در صورتی که لایه‌های رسوبی سطحی افقی یا تقریباً افقی باشند و هیچ گونه توپوگرافی سطحی و عمقی قابل ملاحظه‌ای در ساختگاه وجود نداشته باشد می‌توان از تحلیل‌های یک بعدی دینامیکی به روش خطی معادل برای تعیین مشخصات زلزله در سطح خاک استفاده کرد. در خصوص ساختگاه‌های با هندسه محرز دیا سه بعدی در زمین و نیز در خصوص سازه‌های مهم بنا به تشخیص طراح سازه باید از روش‌های دیا سه بعدی غیر خطی استفاده کرد. در صورتی که لایه‌های سطحی اشباع باشند باید از تحلیل‌های مناسبی که تغییرات تنش مؤثر در آن‌ها قابل مدل سازی است استفاده شود.

ملاحظات زیر برای انجام تحلیل‌های دینامیکی اثر ساختگاه باید در نظر گرفته شوند:

  • در شناسایی‌های ژئوتکنیکی علاوه بر تعیین مشخصات متعارف لایه‌های خاک، سرعت موج برشی، مدول برشی حداکثر G max و منحنی‌های تغییرات غیر خطی G/G max -γ و D-γ برای انجام تحلیل‌های دینامیکی یک بعدی به روش خطی معادل تعیین گردند.
    در خصوص ساختمان‌ها توصیه می‌شود که تعیین پارامترهای دینامیکی خاکها با تهیه نمونه‌های دست نخورده و با انجام آزمایش‌های دینامیکی مناسب با اندازه گیری در محدوده کرنش‌های برشی از ۶- ۱۰ الى ۲- ۱۰ انجام گیرد. برای پوشش دادن این محدوده از کرنش‌ها باید حتی الامکان از آزمایش‌های المان خمشی، ستون تشدید و سه محوری دینامیکی استفاده شود.

  • زلزله ورودی برای تحلیل، بسته به اینکه در برونزدگی سنگی یا در رقوم عمقی سنگ بستر لرزه‌ای شده باشد با روش متناسب در تحلیل اعمال شود. این زلزله ورودی می‌تواند مربوط به زلزله‌های طبیعی رخداده باشد یا با استفاده از روش‌های ریاضی به صورت شتاب نگاشت مصنوعی تهیه شود.
    تاریخچه زمانی شتاب برای تحلیل دینامیکی ساختگاه باید متناسب با مشخصات لرزه‌ای منطقه انتخاب شوند. این نگاشت‌ها باید با توجه به پارامترهای حرکتی زلزله ساختگاه با روش مناسبی مقیاس شوند.

  • نتایج به دست آمده با توجه به میزان اهمیت ساختگاه و سازه موردنظر و با ملاحظه میزان عدم قطعیت در محاسبات، در قالب پارامترهای حرکتی از جمله شتاب حداکثر و نیز طیف‌های پاسخ حرکت در سطح زمین برای استفاده در طراحی لرزه‌ای سازه‌های رویی ارائه شوند. همچنین در صورت نیاز برای سازه‌های با اهمیت بالا تعداد کافی نگاشت تاریخچه زمانی شتاب باید با روش مناسبی ارائه شوند.

۲-۳-۲-۷-۷ تأثیر توپو گرافی سطحی

یکی دیگر از مصادیق مهم اثر ساختگاه تأثیر توپوگرافی سطحی زمین بر پارامترهای حرکت زمین است و چنانچه سازه مورد طراحی بر روی بلندی یا در دامنه یک شیب قرار داشته باشد باید به این موضوع توجه ویژه مبذول شود. چنانچه ارتفاع شیب بیش از ۳۰ متر، زاویه شیب دامنه بیش از ۱۵ درجه بوده و سازه در ۱/۳ فوقانی شیب قرار داشته باشد حرکت زمین دچار بزرگنمایی می‌شود و ضرایب پیشنهادی در استاندارد ۲۸۰۰ برای منظور کردن بزرگنمایی باید مورد استفاده قرار گیرند. استفاده از نرم افزارهای مناسب که تأثیر توپو گرافی را مدل می‌سازند توصیه می‌شود.

در خصوص سازه‌های با اهمیت بالا استفاده از تحلیل دینامیکی دیا سه بعدی متناسب با در نظر گرفتن اثرات همزمان توپوگرافی و لایه‌های رسوبی توصیه می‌گردد.

۳-۳-۲-۷-۷ تأثیر توپو گرافی عمقی

توپوگرافی سنگ بستر لرزه‌ای می‌تواند بر پارامترهای حرکت زمین تأثیر بگذارد. دره‌های تنگ پر شده از نهشته‌های نرم خاکی و نیز قسمتهایی از حوضه یا تشتک زمین شناسی که سنگ بستر لرزه‌ای به صورت بیرون زدگی از رسوب سربر می‌آورد (گوشه یا لبه حوضه)، نمونه‌های شاخصی از وجود اثرات توپوگرافی عمقی است. چنانچه سازه‌های تحت طراحی در چنین نقاطی قرار داشته باشند برای تحلیل دینامیکی اثرات ساختگاهی ضروری است از تحلیل‌های دیا سه بعدی با در نظر گرفتن اثرات همزمان توپوگرافی و لایه‌های رسوبی استفاده شود و بکارگیری تحلیل‌های یک بعدی مجاز نیست.


نظرات (0)

برای ثبت نظر، لطفا وارد شوید یا ثبت‌نام کنید.

در حال بارگذاری نظرات...