مروری بر چگونگی رفتار پی‌های شمعی تحت اثر تحریک زلزله در خاک‌های روانگرا
آرش رزمخواه، استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب
سعید تمدن (نویسنده مسئول)، دانشجوی دکتری مهندسی زلزله، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب
تحلیل واکنش لرزه‌ای پی‌های شمعی در پروژه‌های مهندسی اغلب از طریق تحلیل‌های تقریبی انجام می‌شود. تحقیقات اخیر چندین نقطه‌ضعف را در روش طراحی مرسوم شمع‌ها شناسایی کرده است: الف) کاهش سختی و در نتیجه کاهش مقاومت شمع‌ها در اثر روانگرایی خاک اطراف شمع‌ها، ب) افزایش فرکانس طبیعی سازه به دلیل از بین رفتن تکیه‌گاه جانبی خاک و کاهش نسبت میرایی سازه‌های متکی بر شمع در زمان روانگرایی خاک. این تغییرات در خواص دینامیکی میتواند پیامدهای طراحی مهمی در بر داشته باشد. در این تحقیق به بررسی رفتار شمع‌های یک پل که توسط یک لایه خاک روانگرا در عمق ۱۱ تا ۱۵ متری از سطح زمین محصور شده است پرداخته می‌شود. با توجه به حساسیت موضوع، هدف از نگارش این مقاله مطالعه‌ی واکنش شمع‌ها با شرایط متفاوت در لایه‌های خاک روانگرا و ارائه‌ی راهکار مناسب جهت مدلسازی پل مذکور می‌باشد. در این مقاله به بررسی چهار مدل مطالعاتی مختلف جهت تأثیر پارامترهایی از قبیل تغییرات در طول شمع، شرایط تکیه‌گاهی سر شمع، ضخامت لایه خاک روانگرا و نحوه‌ی مدلسازی بر روی واکنش پی‌های شمعی پرداخته شده است و نتایج به‌طور خلاصه نشان می‌دهد پس از تحریک زلزله، تفاوت‌های قابل‌ملاحظه‌ای در تغییر مکان‌های جانبی برای طول‌های متفاوت وجود دارد. همچنین تغییر مکان جانبی برای شمع‌هایی که دارای مهارشدگی در سر شمع هستند در درون پروفیل خاک خشک بیشتر از خاک روانگرا می‌باشد. همچنین مشاهده شد در پروفیل خاک‌هایی که لایه‌ی روانگرا دارند، همیشه لنگر بیشینه شمع که مبنای طراحی شمع‌ها می‌باشد در محل اتصال گیردار شمع به سر شمع رخ نمی‌دهد و ممکن است در برخی حالات در مرز لایه روانگرا و غیر روانگرا باشد. همچنین مشاهده شد نزدیک‌ترین راهکار جهت مدلسازی زیر سازه پل مورد بررسی استفاده از مدل پیوسته‌ی شمع با خاک اطراف است.
بررسی اثر تغییرات درجه‌ی اشباع بر سرعت انتشار موج فشاری در محیط های سنگی و خاکی
مختار الیاسی، دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی زلزله، دانشگاه رازی
مهنوش بیگلری (نویسنده مسئول)، عضو هیئت‌علمی، استادیار، گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی
ایمان عشایری، عضو هیئت‌علمی، استادیار، گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی
اولین لرزه های زمین موجب وارد شدن نیروی فشاری به زمین می شود و این نیرو جنبشی ایجاد می کند که در آن ذرات در راستای انتشار موج به جلو و عقب جابه‌جا می شوند به این نوع موج طولی موج فشاری (p) گفته می شود. انتشار امواج در سنگ بستر و محیط های خاکی لایه بندی شده و نحوه‌ی رفتار این امواج در این محیط ها یکی از مباحثی است که در مهندسی زلزله، لرزه شناسی و ژئوفیزیک مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. شناخت امواج و به‌تبع آن سرعت انتشار آنها ما را به درک درست‌تری از تشکیلات زمین و نحوه‌ی رفتار آنها در اثر عبور این امواج می رساند. همچنین سرعت انتشار امواج با تغییر محیط انتشار تغییر می کند. عوامل متعددی میتواند بر سرعت انتشار موج فشاری در یک محیط مؤثر باشد از قبیل مدول الاستیسیته، مدول برشی، دانسیته، درجه‌ی اشباع، تخلخل، ضریب پواسون و فشار همه‌جانبه. در این مقاله به‌طور اخص به تأثیر تغییرات درجه‌ی اشباع بر سرعت موج فشاری در سنگ و خاک پرداخته می‌شود. بررسی ها نشان داده اند که تغییر درجه‌ی اشباع محیط باعث تغییر سرعت انتشار موج فشاری می‌شود. این تغییرات در سنگها و خاکها متفاوت است. در محیط های خاک به‌طور معمول با افزایش درجه‌ی اشباع کاهش در سرعت انتشار موج فشاری تا درجه‌ی اشباع حدود ۹۹ درصد مشاهده می‌شود و بعد از آن افزایش ناگهانی در سرعت رخ می دهد. در محیط های سنگی عموماً با افزایش درجه‌ی اشباع، افزایش در سرعت موج فشاری مشهود است.
بررسی عوامل مؤثر در دوران و جابه‌جایی لرزه‌ای دیوارهای حائل وزنی
سعید غفارپور جهرمی (نویسنده مسئول)، استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
سپیده ذوالفقار، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی ژئوتکنیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
یکی از موضوعات مهم در طراحی دیوارهای حائل، تخمین جابه‌جایی، دوران و پیش‌بینی رفتار آن تحت بار زلزله است. این موضوع از پیچیدگی‌های خاصی برخوردار است و محققان با ارائه‌ی روش‌ها و نظریه‌های مختلف تلاش می‌کنند به تحلیل پایداری و تخمین تغییر مکان و دوران دیوار حائل بپردازند. در این بین روشهای مبتنی بر نیرو شامل روش شبه‌استاتیکی و شبه‌دینامیکی و همچنین روشهای مبتنی بر تغییر مکان که بر پایه‌ی نظریه‌ی بلوک لغزشی نیومارک قرار دارند، از جمله روشهای اصلی تحلیل لرزه‌ای دیوارهای حائل محسوب می‌شوند. آنچه مسلم است تحلیل لرزه‌ای برای پیش‌بینی دوران و جابه‌جایی دیوار از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا تخمین آنها به دلیل پیچیدگی‌های حاکم بر رفتار دیوار، بسیار دشوار و گاهی دور از واقعیت است. در این تحقیق تلاش شده است با استفاده از روش عددی و مدلسازی در نرم‌افزار المان محدود آباکوس، جابه‌جایی جانبی تحت بار لرزه‌ای در نقاط رأس بالا و پایین دیوار استخراج شوند و بر اساس این اطلاعات دوران دیوار تخمین زده شود. از عوامل مهم و تأثیرگذار بر نتایج این تحقیق می‌توان به اثر مقاومت اصطکاکی کف دیوار، مشخصات خاک‌ریز پشت دیوار و ارتفاع دیوار اشاره کرد. هرچند شدت و مدت زلزله نیز بسیار تأثیرگذار است. در ادامه‌ی این تحقیق، نتایج به‌دست‌آمده از این تحلیل دینامیکی، با آنچه که از روش‌ها و تئوری‌ها و نظریه‌های پیشین به دست آمده است، مقایسه می‌شود.
روشهای اجرایی مقاوم سازی لرزه‌ای در برخی از عناصر غیر مقاوم سازه ای و غیر سازه ای
مرتضی معینی (نویسنده مسئول)، دانشجوی دکتری مهندسی عمران- مهندسی زلزله، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله
فریبرز ناطقی الهی، استاد پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله
هدف از بهسازی و مقاوم‌سازی۱ لرزه‌ای سازه آن است که اعضای سازه‌ای و ملحقات غیر سازه‌ای به‌گونه‌ای تقویت شوند که در صورت وقوع زلزله آسیب کمتری به این اجزا وارد شود. سازه‌ی مورد بررسی در این مطالعه سازه‌ای بتنی شامل چهار طبقه روی زمین و دو طبقه زیر زمین با کاربری اداری- تجاری است که قبلاً مقاوم‌سازی لرزه‌ای در آن انجام شده است. لیکن برخی از تغییرات اجرایی ایجاد شده توسط پیمانکار در حین اجرا منجر به بروز کاستی‌هایی از لحاظ عملکرد لرزه‌ای در برخی از اقلام شده که در این مطالعه روشهای اجرایی جهت مقاوم‌سازی لرزه‌ای آنها مد نظر قرار گرفته است. اقلام غیر مقاوم مد نظر مقاوم‌سازی شامل تقویت دال سایبان طره پیرامونی با عرض بیش از مقدار مجاز آیین‌نامهای در طبقه‌ی همکف، تقویت دیافراگم کف در بخشهای بریده شده جهت عبور داکتهای تأسیساتی و همچنین مقاوم‌سازی تأسیسات غیر ساختمانی ایجاد شده در بام می‌باشد. روشهای پیشنهادی در این مطالعه از طریق الگوریتم سه‌گانه‌ی کنترل و بررسی سازه، تشخیص نوع آسیب‌دیدگی و طراحی شیوه‌ی ترمیم مناسب در قالب طرح اولیه ارائه شده است. سعی شده است تا در هر مورد فلسفه و هدف از ارائه‌ی طرح مقاوم‌سازی ارائه گردد.
مطالعه‌ی ارزیابی آسیب‌پذیری لرزه‌ای ساختمان‌های متداول شهری به روش آریا
مطالعه‌ی موردی: قسمتی از شهرستان کازرون
یاسر آریانپور (نویسنده مسئول)، گروه مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی لیان، بوشهر، ایران
محمدرضا احسان‌دوست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کازرون، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، کازرون، ایران
زلزله به‌عنوان یک پدیده‌ی طبیعی ویرانگر است که هر ساله قسمتی از زمین را می‌لرزاند و خرابی به بار می‌آورد. جهت کاهش این خسارت، احداث ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله و مقاوم‌سازی ساختمان‌های موجود ضروری است. گستردگی ساختمان‌های آجری به‌عنوان مسکن بیش از سی درصد مردم جهان بر کسی پوشیده نیست. بخشهای عمده‌ای از ساختمان‌های موجود در کشور ایران به‌ویژه در شهرهای متوسط و کوچک را ساختمان‌های مصالح بنایی یعنی ساختمان‌هایی که با آجر، بلوک سیمانی و یا سنگ ساخته می‌شوند تشکیل می‌دهد. هدف از مقاله‌ی حاضر شناخت وضعیت موجود گونه‌های مختلف ساختمان متداول در محله‌های فخاران، بولیوار و آهنگران در شهرستان کازرون و ارزیابی آسیب‌پذیری آنها در برابر سطوح مختلف زلزله است. این کار با ارزیابی ۹۰ ساختمان موجود در این مناطق که به‌صورت تصادفی انتخاب شد صورت می‌پذیرد. برای این منظور از بین روشهای مختلف ارزیابی کمّی و کیفی، روش ارزیابی کیفی آسیب‌پذیری آریا انتخاب و با جمع‌آوری اطلاعات مورد نیاز هر ساختمان انتخابی، آسیب‌پذیری آن محاسبه شد و وضعیت آن در یکی از چهار گروه خسارت کم، قابل‌استفاده؛ خسارت متوسط، تعمیر الزامی؛ خسارت زیاد، بازسازی الزامی؛ و خسارت خیلی زیاد، خرابی و ریزش ساختمان طبقه‌بندی شد. نتایج نشان می‌دهد که آسیب‌پذیری ساختمان‌ها در برابر زلزله‌های طرح بسیار زیاد بوده (حدود ۸۰%) و برای ساختمان‌های بنایی نگران کننده است.
بررسی کارایی روش ستون معادل در مقایسه با روش فایبر در تحلیل‌های غیرخطی دیوار برشی در ساختمان‌های بتن مسلح
محمد علی هادیان‌فرد (نویسنده مسئول)، دانشیار دانشکده عمران و محیط‌زیست، دانشگاه صنعتی شیراز
محمد جعفری، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی زلزله، دانشگاه صنعتی شیراز
با پیشرفت نرم‌افزارهای مهندسی این امکان برای کاربران به وجود آمده است که با کنار گذاشتن ایده‌های ساده‌سازی، به درک دقیق‌تری از رفتار سازه به‌ویژه در تحلیل‌های غیرخطی دست یابند. یکی از اجزای سازه‌های بتن مسلح که تأثیر به‌سزایی در مشخص نمودن رفتار کلی سازه دارد دیوار برشی است. امروزه تحلیل غیرخطی دیوار برشی به دو روش فایبر و روش ساده‌شده‌ی ستون معادل انجام می‌شود. در این تحقیق با مدل کردن سه ساختمان ۴، ۸ و ۱۰ طبقه‌ی بتن مسلح همراه با دیوار برشی و تحلیل غیرخطی آنها یک‌بار با دیوار برشی به روش فایبر و یک‌بار با دیوار برشی به روش ستون معادل میزان کارایی ساده‌سازی در روش ستون معادل بررسی شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد در ساختمان‌های مدل شده به روش ستون معادل سطح زیر نمودار بار افزون و سطوح عملکرد مفاصل پلاستیک در تحلیل استاتیکی غیرخطی بیشتر از روش فایبر است؛ به‌طوری‌که در تعدادی از مفاصل در محدوده‌ی دیوار برشی سطح عملکرد آستانه‌ی فروریزش در روش فایبر به سطح عملکرد ایمنی جانی در روش ستون معادل تبدیل شده است. همچنین در تحلیل دینامیکی غیرخطی میزان حداکثر جابه‌جایی نسبی طبقات در روش ستون معادل در حدود ۴۰% در ساختمان‌های بلند و ۸۰% در ساختمان‌های کوتاه کمتر از حداکثر جابه‌جایی نسبی آنها در روش فایبر است. این مطالعه نشان داد که ساده‌سازی مدل‌ها در روش ستون معادل در خلاف جهت اطمینان است.