بررسی رفتار غیر خطی سازه های فولادی سه بعدی تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک گسل

چکیده بعد از وقوع چهار زمین لرزه نورثریج امریکا، کوبه ژاپن، دوزجه ترکیه و چی چی تایوان که خسارات شدیدی بر جای گذاشتند، توجه ویژه ای به مسئله زمین لرزه های نزدیک گسل صورت گرفت و تحقیقات گسترده ای در این زمینه انجام شد. محققین در بررسی های خود به این نتیجه رسیدند که تاثیرات رکورد های نزدیک گسل از تاثیرات ارائه شده در آیین نامه ها بیشتر است. آن ها پیشنهاد کردند که به منظور در نظر گرفتن تاثیرات رکورد های نزدیک گسل در آیین نامه های لرزه ای باید سطح نیرو های طراحی آیین نامه ها برای زمین لرزه های نزدیک گسل افزایش یابد. در همین راستا آیین نامه ubc-97 تاثیرات زلزله های حوزه نزدیک را به صورت افزایش برش پایه در نظر گرفت که این افزایش به نوع منبع لرزه ای و فاصله وابسته است. این در حالی است که تحقیقات کامل تر نشان می دهد که افزایش برش پایه به تنهایی نمی تواند موجب بهبود پاسخ سازه ها به زلزله های حوزه نزدیک شود. یکی از ویژگی های زلزله های حوزه نزدیک حرکت پالس گونه این نوع زلزله هاست. وقتی که گسیختگی از مرکز زلزله دور و به سمت ساختگاه گسترش می یابد به علت نزدیک بودن سرعت گسیختگی گسل به سرعت موج برشی، امواج آزاد شده در لغزش های متوالی، در قسمت های جلوی مسیر گسیختگی جمع می شوند و در نتیجه جبهه موج به طور ناگهانی و به صورت یک شوک قوی به ساختگاه می رسد که این شوک باعث تشکیل یک پالس بزرگ در ابتدای رکورد می شود. شناخت بیشتر حرکات پالس گونه که از مشخصات زلزله های حوزه نزدیک می باشد، جهت آگاهی از رفتار واقعی سازه ها تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک ضروری به نظر می رسد. یکی از مهمترین مشکلات در روش تحلیل استاتیکی خطی، توزیع نیروی جانبی در ارتفاع سازه است. این مسئله به خصوص در زلزله های حوزه نزدیک از اهمیت خاصی برخوردار است. بررسی رفتار سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک نشان می هد که آسیب های وارده بر سازه ها در ارتفاع خاصی از سازه متمرکز شده اند. بدین جهت لزوم بازنگری در الگو های بار گذاری آیین نامه ها احساس می شود. انتخاب یک الگوی بار گذاری مناسب برای طراحی سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک نقش مهمی در بهبود رفتار سازه ها در این زلزله ها دارد و از تمرکز آسیب ها در سازه جلوگیری کند. در این پایان نامه برای بررسی رفتار سازه ها تحت زلزله های حوزه نزدیک از چهار سازه 4 ، 8 ، 12 و 16 طبقه قاب خمشی که بر اساس آیین نامه ubc-97 طراحی شده بودند استفاده شد. سپس این سازه ها در معرض حرکات پالس گونه ساده شده و زلزله های حوزه نزدیک قرار گرفتند. در بررسی های انجام شده ملاحظه شد که پریود پالس نقش مهمی در رفتار سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک دارد. به طوری که آسیب های وارده بر سازه را می توان تابعی از نسبت پریود سازه به پریود پالس دانست. عوامل دیگر تاثیر گذار بر رفتار سازه ها شدت زلزله و شکل پالس رکورد های حوزه نزدیک هستند که نقش مهمی در تعیین محل تمرکز آسیب ها در زلزله های حوزه نزدیک دارند. در بررسی های انجام شده ملاحظه گردید که افزایش برش پایه به تنهایی برای بهبود پاسخ سازه ها در برابر زلزله های حوزه نزدیک کافی نخواهد بود و پارامتر پریود پالس و شکل پالس نیز در رفتار سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک موثر خواهند بود.