برآورد قابل اعتماد پاسخ غیرخطی سازه‌ها با پالایش هدفمند شتاب‌ نگاشت‌های زلزله/موسوی مهدی

سنجه شدت جنبش زمین، به عنوان حلقه واسط وضعیت خطر ساختگاه و پاسخ سازه، از اهمیت ویژه‌ای در تحلیل خطرپذیری سازه‌ها برخوردار است. ویژگی کلیدی مورد انتظار از یک سنجه ایده‌آل، «کفایت» آن است. این گزاره بدین معناست که سنجه بکارگرفته شده به تنهایی توصیف کننده کاملی از یک شتاب‌نگاشت است. مقدار طیف پاسخ شتاب در پریود غالب سازه، Sa(T1)، ساده‌ترین و رایج‌ترین سنجه شدتی است که در کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. علیرغم شهرت، این سنجه شدت از کفایت لازم برخوردار نیست چرا که پاسخ سازه علاوه بر Sa(T1) به صورت آشکاری متاثر از شکل طیف شتاب‌نگاشت‌هاست. بنابراین، اگر سازه صرفا بر اساس Sa(T1) تحلیل شود آنگاه به احتمال فراوان پاسخ حاصل «اریب» خواهد بود. بررسی نظام‌مند تاثیر شکل طیف بر اریبی پاسخ برآورد شده و ارایه راهکاری برای کاهش این اریبی هدف اصلی این مطالعه قرار گرفته است. روش تحقیق در این رساله، تحلیل آماری نمونه‌های متنوع یکدرجه آزادی تحت تحریک مجموعه‌های متنوع شتاب‌نگاشت است. ظرفیت فروریزش نیز به عنوان شاخص پاسخ غیرخطی منظور شده است.
یکی از مهمترین یافته‌های این تحقیق آن است که پالایش شتاب‌نگاشت‌های سازگار با تراز خطر مطلوب، راهی عملی برای کاهش اریبی پاسخ است. برای تحقق این هدف، شاخص نوآورانه‌ای به نام اتا (η( به صورت ترکیب خطی اپسیلون طیف پاسخ شتاب در پریود غالب سازه، Saε، و اپسیلون سرعت بیشینه، PGVε، ارایه شده است. با تعیین η هدف بر اساس تراز مطلوب خطر ساختگاه و پالایش شتاب‌نگاشت‌های سازگار با آن، اریبی پاسخ برآورد شده کاهش می‌یابد. از آنجا که پالایش‌های پی در پی شتاب‌نگاشت‌ها در سطوح مختلف خطر به منظور کاهش اریبی از دیدگاه مهندسی چندان مطلوب و به نوعی عملی نیست، برای غلبه بر این چالش راه حل ساده‌ای ارایه شده تا ضمن منظور نمودن شکل طیف در برآورد پاسخ سازه نیازی به پالایش‌های متعدد نباشد. از آنجا که معرفی شتاب‌نگاشت‌های مناسب برای تحلیل انواع سازه‌ها با مشخصات رفتاری گوناگون یک پیش‌شرط مهم برای عمومیت‌بخشی به تحلیل غیرخطی سازه‌ها است، مطالعه‌ای نظام‌مند برای بررسی تاثیر پارامترهای رفتاری سازه (پریود وشکل‌پذیری) بر انتخاب شتاب‌نگاشت‌های معرف صورت پذیرفته است. بر این اساس سازه‌ها صرفا بر مبنای پریود به شش گروه‌سازه تقسیم و برای هر گروه هشت شتاب‌نگاشت معرفی شده است.