قیمت 19,000 تومان

اشتراک 0دیدگاه 55 بازدید

منحنی های شکنندگی

منحنی های شکنندگی …………………………………………………………………………………………….

2-1 منحنی های شکنندگی لرزه­اي……………………………………………………………………………………………..

2-1-1 منحنی های شکنندگی تجربی………………………………………………………………………………………..

2-1-2 منحنی های شکنندگی بر اساس قضاوت مهندسی……………………………………………………………..

2-1-3 منحنی شکنندگی تحلیلی………………………………………………………………………………………..

2-1-4 منحنی شکنندگی ترکیبی……………………………………………………………………………………………….

2-2 توابع شکنندگی………………………………………………………………………………………………………………..

2-3 حالات خرابی در دستورالعمل HAZUS…………………………………………………………………………..

2-4 دستورالعمل HAZUS……………………………………………………………………………………………………

2-4-1 طبقه­بندی ساختمان­ها در HAZUS……………………………………………………………………………..

2-4-2 منحنی شکست در HAZUS………………………………………………………………………………………

2-5 پیشینه­ی تحقیق………………………………………………………………………………………………………………..

2-5-1 پژوهش جوزف کارلو مارانو و همکاران…………………………………………………………………………

2-5-2 مطالعات روییزگارسیا و همکاران…………………………………………………………………………………..

2-5-3 مطالعات شکنندگی در تایوان برای زلزله­ی چی­چی………………………………………………………….

2-5-4 مطالعات میشاییل تانتالا و جورج دوداتیس………………………………………………………………………

2-5-5 مطالعات اربریک و ال­ناشی…………………………………………………………………………………………..

2-5-6 سایر مطالعات……………………………………………………………………………………………………………..

منابع

منحنی های شکنندگی یا Fragility Curve در مهندسی عمران

منحنی های شکنندگی لرزه­ای

منحنی های شکنندگی، احتمال خرابی متناظر با یک حالت خرابی معین را در چندین سطح از جنبش­ هاي لرزه ­اي زمین بیان می­کند. در واقع منحنی شکنندگی، نسبت بین شدت زمین ­لرزه و سطح خرابی لرزه­ اي محتمل را توصیف می­کند. جهت تعیین دقیق چنین نسبتی انتخاب صحیح شدت زلزله در منطقه­ ی  سازه­ي تحت بررسی مهم می­باشد. از شاخص ­هایی که شدت زلزله را بطور مناسب جهت تحلیل شکنندگی معرفی می­نمایند می­توان از بیشینه شتاب زمین PGA، بیشینه سرعت زمین PGV، بیشینه تغییر مکان زمین  PGDنام برد. این منحنی ­ها را می­توان از تحلیل رگرسیون منطقی اطلاعات خرابی واقعی یا شبیه­ سازي شده و یا روش­هاي حل عددي بدست آورد.

با توجه به اینکه آسیب ­پذیری لرزه ­ای زمانی رخ می­دهد که احتمال فراگذشت سازه از سطح خرابی تعریف شده وجود داشته باشد، گسیختگی زمانی رخ می­دهد که سازه­ی موجود نتواند شرایط لازم برای سطح عملکرد تعریف شده را ارضا کند.

استفاده از منحنی شکست برای ارزیابی رفتار سازه­ ها و خطر ناشی از زلزله، در دو دهه ی اخیر به طور گسترده ­ای توسط جامعه­ی علمی مورد استفاده قرار گرفته است. روش منحنی شکست یک امتیاز مهم دارد و آن امتیاز، این است که آسیب ­پذیری سازه و مؤلفه­های آن را با یک روش ساده نشان می­دهد و اجازه می­دهد که سطح خرابی مورد انتظار برای شدت زلزله­ی معین را تخمین بزنیم ( مارانو ،2009)[1].

روش­ های مختلفی برای تهیه­ی منحنی شکست وجود دارد که مهم­ ترین آنها به شرح زیر است:

  • روش تجربی[2] یا آزمایشگاهی
  • روش قضاوت مهندسی[3]
  • روش تحلیلی[4]
  • روش ترکیبی [5]که توضیحات مربوط به هر روش در ادامه آمده است.

نمونه منحنی شکنندگی

منحنی های شکنندگی تجربی

منحنی های شکنندگی بر اساس مشاهدات اطلاعات مربوط به آسیب ­های سازه ­ای به دست آمده از زلزله­ های گذشته به دست می­آید. این منحنی­ها انواع مختلف سازه را مشخص نمی کنند. یعنی تأثیر پارامتر های مکانیکی ساختمان، عملکرد ساختمان ( استاتیکی یا دینامیکی )، تغییرات ورودی (حوزه ی فرکانسی ) و … در نظر گرفته نمی شود. بنابراین این روش برای تعیین سطح خرابی یک سیستم خاص مناسب نمی­باشد.

منحنی های شکنندگی تجربی، اغلب همراه با کمبود داده می­باشند و فقط قابل استفاده در مناطق محدود هستند ولی از آنجایی که منحنی های شکنندگی تجربی برگرفته از مشاهدات خسارت­ هاي ناشی از زلزله­هاي واقعی روي سازه هستند، نقش اجتناب ­ناپذیري در مطالعه روي منحنی ­هاي شکنندگی ایفا  می­کنند. منحنی هاي شکنندگی تجربی در صورت تعیین براساس داده­ هاي خرابی به تعداد کافی       می­توانند به عنوان معیار در برآورد صحت منحنی های شکنندگی تحلیلی و آن دسته از منحنی ­هاي آزمایشگاهی که فقط تحت شرایط آزمایشگاهی ایجاد می­شوند، مورد استفاده قرار داده شوند ( نیلسن، 2005 ).

منحنی های شکنندگی تجربی دارای محدودیت ­های زیر می­باشند:

  • محدودیت اول این است که دست ­یابی به تعداد کافی از یک سازه­ی خاص که در یک سطح خرابی قرار می­گیرند، بسیار سخت و حتی غیر ممکن است. این محدودیت، موردي است که رسیدن به نتایج آماري دقیق را مشکل می­کند( شینوزوکا ، 1998 ). از این رو باید تعداد کافی از سازه ­هایی که تحت یک حالت خرابی واقع می­شوند در دسترس باشند. بنابراین اعتبار این نوع منحنی­ هاي شکنندگی کاهش می­یابد.
  • محدودیت دوم وابستگی نتایج به ثبت شدت ­هاي زمین­ لرزه می­باشد ( باسوز و کیرمدجان، 1999 )
  • محدودیت سوم، مغایرت نظرات بازرسین در اختصاص سطوح خرابی است ( باسوز و کیرمدجان، 1999 ).

از این رو عدم قطعیت­ هاي زیادي در منحنی های شکنندگی تجربی وجود دارد و استفاده از این روش در مناطقی که تجربه­ی تعداد زلزله­های کافی را نداشته باشند قابل قبول نیست.

 

منحنی های شکنندگی بر اساس قضاوت مهندسی

   این منحنی­ ها بر اساس قضاوت و تجربه ی متخصصین مربوطه، در مورد سازه­ی مورد مطالعه تهیه می شوند و عدم قطعیت زیادی دارند. یکی از مهم­ ترین عدم قطعیت ­ها ناشی از قضاوت مهندسی است که به تجربیات و تعداد متخصصین وابسته است و دیگری به تعداد تیپ ­های سازه­ های مورد بررسی بستگی دارد. این عدم قطعیت­ ها تأثیر زیادی در پاسخ­ ها دارند، اما امکان کمی کردن آنها وجود ندارد    ( نیلسن، 2005 ).

 

منحنی های شکنندگی تحلیلی

هنگامی که اطلاعات خرابی واقعی کافی درباره­ی مدل مورد مطالعه و داده ­های زمین­لرزه در دسترس نباشند، منحنی­ های شکنندگی تحلیلی جهت ارزیابی عملکرد سازه­ ها مورد استفاده قرار می­گیرند         ( نیلسن، 2005).

منحنی شکست تحلیلی با استفاده از شبیه ­سازی عددی یا تحلیل تصادفی سازه­ های قرار گرفته در معرض رکورد های مصنوعی به دست می­آید. با این روش می­توان آسیب ­پذیری انواع مختلف سازه­ ها را بدون داشتن تجربه­ی زمین ­لرزه­ی زیاد ارزیابی کرد ( یامازاکی،  2003).

 

طبقه­ بندی ساختمان ­ها در HAZUS

   تقسیم ­بندی کلی سازه­ها از نظر کاربری در دستورالعمل HAZUS شامل سازه­های مسکونی، تجاری، صنعتی، کشاورزی، مذهبی، دولتی و آموزشی و… می­باشد. علاوه براین انواع سازه­ها از لحاظ سیستم ساختمانی نیز طبقه­بندی شده­اند. اطلاعات مورد نیاز برای تحلیل و ارزیابی احتمال وقوع خرابی در اثر زلزله با طبقه­بندی و نوع سازه­ها ارتباط دارد. در واقع هدف اصلی از تقسیم­بندی انواع مختلف سازه­ها این است که ساختمان­هایی که ویژگی­های مشابهی دارند و احتمالاً در اثر زلزله نیز دچار خرابی مشابهی   می­شوند در یک طبقه قرار بگیرند.

در تقسیم بندی سازه­ها، ارتفاع آنها نیز در نظر گرفته شده است تا از این طریق تفاوت پریود سازه­ها و سایر پارامترهای طراحی که با ارتفاع سازه مرتبط هستند، در ارزیابی خطرات لرزه­ای در نظر گرفته شود.

علاوه بر این موارد تقسیم بندی­های دیگری نیز برای سیستم حمل و نقل شامل سیستم­های بزرگراهی، راه­آهن، سیستم حمل و نقل اتوبوس، فرودگاه و بندرگاه درنظر گرفته شده است.

دستورالعمل HAZUS انواع سازه­ها را از لحاظ روش طراحی به 4 گروه طبقه بندی کرده است که شامل موارد زیر می­باشد:

  • حالت طراحی High- code  طبق استانداردهای طراحی لرزه­ای.
  • حالت طراحی Moderate-code طبق استاندارد­های طراحی لرزه­ای.
  • حالت طراحی Low-code طبق استانداردهای طراحی لرزه­ای.
  • حالت طراحی Pre-code که شامل ساختمان­هایی است که طبق ضوابط لرزه­ای طراحی نشده­اند.

 

منحنی شکست در HAZUS

یکی از روش­هایی که برای ارزیابی آسیب­پذیری لرزه­ای در HAZUS مورد استفاده قرار گرفته است، استفاده از منحنی های شکنندگی می­باشد. در منحنی شکنندگی، احتمال وقوع هریک از حالات خرابی معرفی شده در مقابل مقادیر مختلف PGA مورد بررسی قرار می­گیرد.

اطلاعات مورد نیاز برای تخمین خرابی سازه­ها با استفاده از منحنی های شکنندگی به شرح زیر می­باشد:

  • نوع سیستم ساختمانی، ارتفاع ساختمان و نوع طراحی لرزه­ای.
  • طیف پاسخ یا مقدار PGA در منطقه­ای که ساختمان در آن واقع شده است.

نهایتاً،منحنی های شکنندگی احتمال رسیدن یا فراگذشت سازه را از هریک از حالت­های خرابی را در مقادیر مختلف PGA نمایش می­دهد از این منحنی­ها می­توان برای تخمین خسارات فیزیکی، مالی و اجتماعی استفاده کرد. شکل 2-4 یک نمونه منحنی شکست بر حسب جابجایی طیفی در مقابل احتمال رسیدن یا فراگذشت از 4 حالت خرابی را ارائه می­دهد.

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات ، پیشینه تحقیق و مبانی نظری پایان نامه های مهندسی عمران کلیک کنید.

نمونه ای از منابع لاتین منحنی های شکنندگی

  • Algan, B., 1982. Drift and Damage Considerations in Earthquake-Resistant Design of Reinforced Concrete Buildings, PhD thesis, Department of Civil Engineering, University of Illinois at Urbana Champaign.
  • Altug Erberik, M., Amr S. Elnashai, 2004. Fragility  analy sis of flat-slab structures. Journal of Engineering Structures ,pp. 937-948.
  • Bakhshi & karimi.1385.Method of developing Fragility Curve a case Study for seismic Assement of Masonry Building in IRAN.
  • Banon, H., Biggs, J. M., Irvine, M., 1981. Seismic Damage in Reinforced Concrete Frames. ASCE, Journal of Structural Engineering, Vol. 107, No. ST9, pp.1713-1729.
  • Basoz ,    and  Kiremidjian,  Anne,  S.,  1996. Risk  Assessment  for  Highway Transportation Systems.  Report No.NCEER-118,  John A. Blume Earthquake  Engineering Center.
  • Basoz, ,  Kiremidjian  ,  A.,  king,  S.A.,  and  law  ,  K.H.,  1999.    Statistical  analysis  of bridge  damage  data  from  the  1994  Northridge  , CA  ,  Earthquake  ,  earthquake spectra,vol.15,no.1.
  • Bouc R. Forced vibration of mechanical systems with hysteresis. In: Proceedings of the 4th conf. on nonlinear oscillation. 1967.
  • Y and V. Bertero. 2001. Improved shaking and damage parameters for post-earthquake applications. SMIP01 seminar Proceedings.
  • Clough RW, Penzien J. Dynamics of structures. New York: McGraw-Hill, Inc.;1977.
  • Deodatis, G., Shinozuka, M., Saxena,  , 2000. Effect of spatial  variability of Ground motion  on  bridge  fragility  curves. , 8th ASCE  Specialty conference on probabilistic Mechanics and structural reliability.
  • Porter.M. 2003. The Economic Performance of Regions. Carfax Publishing.
  • Earthquake loss  estimation  Hazus  – MH MR5. Technical & User’s Manual.
  • FEDERAL EMERGENCY MANAGEMENT AGENCY.2000. FEMA 356.
  • ….
  • ….

 

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “منحنی های شکنندگی یا Fragility Curve در مهندسی عمران”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا برای ارسال یا مشاهده تیکت به حساب خود وارد شوید