مقدمه

برپایی نمایشگاه عمومی با موضوع مهندسی زلزله در سان فرانسیسکو در مجلس یادبود صد ساله زلزله 18 آوریل 1906، به نظر آنقدر مناسب میباشد که نیاز به توجیه برگزاری آن نیست. با این حال هدف خاصّی از طریق این برنامه دنبال میشود که بالا بردن سطح درک و آگاهی عموم مردم از مهندسی زلزله است. گرچه ویژگیهای مهندسی زلزله در اطراف آنها بسیار است امّا ممکن است شناخت خوبی از آن نداشته باشندمهندسی زلزله کاربرد مهندسی در حل مسئله زلزله است که زیر شاخه مهندسی عمران محسوب میشود و شامل انواع مهندسی لازم برای طراحی و ساخت بناهای فیزیکی در ساختمانهایی است که هر روزه در آن زندگی و کار میکنیم:ساختمانها، پُل ها، فرودگاهها، بزرگراهها، سیستمهای منبع آب و غیره. این نمایشگاه، نمونه هایی را نشان میدهد که کار مهندسان زلزله را توضیح داده و به بعضی از مسائل، مشکلات و راه حلهای زلزله اشاره میکند.مهندسی سازه، بخش اصلی در مهندسی زلزله است. مهندسان سازه، سازه ای را طراحی کرده و میسازند که درمقابل جاذبه زمین در مناطقی که زلزله خیز هستند، مقاومت کند و از این رو با مسائل چالش برانگیزی از زلزله سر و کار دارند. در کالیفرنیا، عنوان مهندسی سازه، واژه ای خاص است که فقط مهندسان عمرانی که صلاحیت و تواناییهای ضروری را دارند به این نام خوانده میشوند. مهندسان ژئوتکنیک افراد متخصص در جنبه های مهندسی با تمرکز بیشتر روی جاذبه زمین و نیروهای زمین لرزه و نحوۀ حفاظت از ساختمانها و فونداسیون آنها درمقابل این نیروها میباشند.دانشجویانی که مایل به تحصیل در رشته مهندسی سازه یا ژئوتکنیک هستند، باید مجموعه دروس ریاضیات و علوم را در دبیرستان بگذرانند. در دانشکده، دانشجویان باید در سالهای اوّل و دوّم در مهندسی عمران تخصص پیدا کنند. امروزه این دانشکده، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست نامیده میشود. تحصیل در مقطع فوق لیسانس پس از اخذ مدرک لیسانس در این رشته، توصیه میشود. وب سایت ما دارای اطلاعات و لینک هایی در ارتباط با دانشگاههایی است که برنامه هایی برای مهندسی زلزله و مهندسی عمران دارند.زلزله شناسی درس اصلی است که مهندسان زلزله در طراحی ساختمانهای ضد زلزله به آن تکیه میکنند. زلزله شناسی با دلایل وقوع زلزله، از هم گسیختگی کوهها در اطراف گسلها و نحوۀ حرکت زمین و لرزیدن ساختمانها سر و کار دارد. دانشجویانی که مایلند زلزله شناس شوند باید مجموعه کاملی از درون ریاضی و علوم را در دوران دبیرستان بگذرانند تا پس از آن در دانشکده زمین شناسی یا علوم زمینی مشغول به تحصیل شوند. ادامه تحصیل در مقاطع فوق لیسانس و دکترا پس از اخذ مدرک لیسانس توصیه میشود

5

5

فهرست مطالب

چکیده…………………………………………………………………………………………………………1
مقدمه………………………………………………………………………………………………………..2

فصل اول :

درمقابل زلزله قادر به لرزاندن کل ساختمان (مدل) مثل یک زلزله واقعی میباشد که به شکل 3 بعدی انجام میشود. در زمان وقوع زلزله، تکانها و لرزشهای زمین هم در جهت عمودی و هم در جهت های مختلف به شکل افقی صورت میگیرد. اندازه و قدرت 2 عامل اصلی در این سکوی لرزه نگاری هستند که امکان آزمایش مدلهای سازه ای واقعی و بزرگتر را فراهم میکنند. با این حال، سکوی لرزه نگاری پیچیده باید قادر به بازتولید دقیق حرکات خاص زمین لرزه باشد. جدول لرزه نگاری با کیفیت بالا درست مثل سیستم hi-fi با کیفیت بالا که موسیقی را از یک سی دی یا فایل الکترونیکی پخش میکند، حرکت زمین در اثر زلزله را بدون پارازیت یا انحراف نشان میدهد.
سیستمهای فعال کنننده ای که در زیر سکوی لرزه نگاری قرار دارند، شبیه سازی سه بُعدی، دقیق و قدرتمندی از زلزله ارائه میدهند. این فعال کننده ها با نیروی هیدرولیکی کار میکنند که از طریق کامپیوتر کنترل میشود و از طریق لوله هایی از یک منبع بزرگ وارد هر فعال کننده میشود. سیستمهای هیدرولیکی در اتومبیلها (مثل ترمز) و هواپیماها (مثل حرکت بال هواپیما). نیروهای کنترل مشابه امّا کوچکتری را فراهم میسازند.
2-1- مدل ساختمانی که در اثر زلزله، لرزش می یابد
مدل ساختمان کوچک روی سکوی لرزه نگاری، واکنش پویای ساختمان را نشان میدهد. حرکات زمین در اثر زلزله فقط تا حدّی عامل تعیین کننده شدت لرزیدن ساختمان است و نشان میدهد که تا چه مقدار حرکت ساختمان (مدل) با حرکت زمین هماهنگ و همسو میشود. میزان و سرعت لرزش زمین بسته به شدت زلزله متفاوت از هم میباشد، امّا معمولاً بیشترین شدت آن در فرکانس 2 دور در هر ثانیه است. محکم کردن ساختمان با مهاربندیهای بیشتر، فرکانس آن را بیشتر میکند و افزایش جرم آن باعث کاهش فرکانس میباشد. هر ساختمانی دارای میل طبیعی برای نوسان رو به عقب و جلو در سرعت خاصی است که فرکانس طبیعی نامیده میشود.

کلیات……………………………………………………………………………………………………………4
1-1- جدول لرزه نگاری: جدول بزرگترین لرزه های ثبت شده از وقوع زلزله در جهان……………………6
2-1- مدل ساختمانی که در اثر زلزله، لرزش می یابد……………………………………………………..7
3-1- طبقه نرم و آسیب پذیر و راه اصلاح آن: مسئله دیوارهای کمتر در طبفه همکف …………………9
4-1- فرو ریختن ساختمان مسکونی نورتریج میدوز: زلزله نورتریج………………………………………..10
5-1- دیوارهای با اسکلت چوبی: جزییات خاص مقاومت دربرابر نیروهای زلزله………………………….13
6-1- مهـاربندی ساختمانهایی با اسکلت چوبی: مقاوم سازی اتصالات به فونداسیون بتنی…………..15
7-1- بتن مقاوم دربرابر زلزله: سازه های انعطاف پذیر جدید درمقابل سازه های غیر انعطاف پذیر قدیمی و فرسوده…………………………………………………………………………………………………………..16
8-1- استهلاک کننده ها: قرار دادن ابزار مقاوم دربرابر زلزله در سازه………………………………………17
9-1- ایزولاسیون زمین لرزه……………………………………………………………………………………….19
1-9-1- عایق کردن سازه درمقابل شدّت زلزله………………………………………………………………….19
10-1- تــالار شهــر سـان فـرانسیسکو: پروژه مقاوم سازی دربرابر زلزله در مقیاس عظیم…………….20

box]
برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

[/box]

فصل دوم : تحقیقات مهندسی زلزله.

اگرچه زمین لرزه¬های کوچکتر بسیار بیشتر هستند، ولی تخمین زده می¬شود که زمین لرزه¬های بزرگ ( بیشتر لغزش¬های صفحات زمین ساختی را ایجاد می¬کنند. یعنی، تعداد کل زمین لرزه¬ها تا حدود ضریب 10 برای هر واحد افزایش در شدت و بزرگی، کاهش یافته است، اما انرژی یک زمین لرزه به تنهایی، تا حدود ضریب 32، افزایش پیدا کرده. اگر فرض کنیم که بزرگ¬ترین زمین لرزه از نظر شدت است که می¬تواند در کالیفرنیا، اتفاق بیفتد، آنگاه در زمین لرزه-های 7 تا 8 M سه برابر همه زمین لرزه¬های دیگر کوچکتر از 7 M انرژی وجود دارد. بنابراین، می-بینیم که با وجود اینکه، زمین لرزه¬های بزرگ، نادراند، اما حامیان بزرگ صفحات زمین ساختی¬اند، در این مفهوم، زمین لرزه¬های بزرگ غیرقابل اجتناب¬اند. وقتی یکی از این زمین لرزه¬های بزرگ یکی از شهرهای ما را آسیب می¬رساند، چه اتفاقی می¬افتد؟
مطالعات مهندسی اخیر نتیجه می¬دهند که چون بسیاری از ساختارها در حمله¬ی زمین لرزه¬ی 788/6 «نورتریج» در سال 1994 م. و در اثر زمین لرزه¬ی M 9/6 «کوبه» در سال 1995 م. خراب شد این نشان می¬دهد که ساختمان¬ها ما از استانداردهای کافی برای روبرو شدن با زلزله برخوردار نیستند.
با این وجود آیا می¬توانیم انتظار جان سالم به در بردن از زلزله¬ی M 9/7 با 32 برابر انرژی بیشتر، داشته باشیم؟ یک ناهماهنگی میان دانشمندان زمین شناسی و مهندسان زلزله در مورد مفهوم بزرگی زلزله¬ها وجود دارد. بیشتر کار ما در جهت درک کامل¬تر از طبیعت لرزش زمین در نزدیکی زلزله¬های بزرگ است. یعنی، تکان¬های زمین از زلزله¬های بزرگ، توسط امواج منتشر شده از طریق مدل¬های ساختاری سه بعدی از زمین، تحریک می¬شوند. این مدل¬ها، تخمین¬های واقعی از جابجایی-های بزرگ (چند متر در چند ثانیه) تولید می¬کنند که در زمین لرزه¬های بزرگ، اتفاق می¬افتد.
در حالیکه شتاب¬هایی که همراه با این جابه¬جایی¬های بزرگ است، می¬تواند به اندازه کافی برای ایجاد شکست ساختارهای دیوار برشی، بزرگ باشد، می¬توانند باعث تغییر شکل شدید در ساختمان¬های انعطاف پذیر شوند (تقریباً همه ساختمان¬های بلندتر از 8 طبقه، انعطاف پذیرند) که به سنگینی روی شکل پذیری و نرمی برای کارایی در زلزله¬های بزرگ، تکیه دارند. این کار به طور نزدیکی با کار پروفسورها «جان. اف. هال» و «سوآمیناتان کریشنال» هماهنگ است. ما کارایی پتانسیلی ساختمان-های با قاب لنگر مقاوم فولادی در مناطقی که ظرفیت زمین لرزه¬های بزرگ را دارند؛ بررسی می-کنیم. تغییر شکل¬ها و صدماتی را که در زمین لرزه¬ی M 3/8 «توکاچی- اُکی» برای چنین ساختمان¬هایی اتفاق افتاده است را شبیه سازی کرده¬ایم. با وجود اینکه چنین ساختمان¬هایی در جزیره¬ی «هوکایدو» در هنگام این زلزله نداریم، اما 275 تکان قوی ثبت شده که از آنها به عنوان اساس تحقیقمان استفاده می¬کنیم. به علاوه، از این اطلاعات به عنوان پایه¬ی یک تحقیق دستورالعمل «گرین» تجربی از اثرات پتانسیلی یک زلزله¬ی بسیار بزرگ ( ) در ساختمان¬های بلندمرتبه در شهرهای «سیاتل»، «پورشالند» و «ونکوور»، استفاده می¬کنیم و شبیه سازی¬های ما نشان می¬دهد که لرزش¬های با دوره¬ی بلند مدت از زلزله¬ی بزرگ «کاسکاریا» برای مدت 3 تا 5 دقیقه طول خواهد کشید. علاوه بر آن، لرزش¬های با دوره¬ی بلند مدت (2 تا 8 ثانیه) قویاً در آبگیر «سیاتل» تقویت خواهد شد. چون اندازه¬ی عمق تخریب در آن منطقه نامعلوم است، لرزش¬هایی را برای سه حالت مختلف، شبیه سازسی کردیم:
1) تخریب، محدود به قسمت ساحلی منطقه شده است
2) اندازه¬ی تخریب حدود 20 km در شرق ساحل است
3) اندازه تخریب به حاشیه شرقی شبه جزیره¬ی «اللمپیک» می¬رسد
لرزش¬های حاصله از حالت 2 و 3 آنقدر قوی هست که تغییر شکل¬های غیرخطی بزرگ را در ساختمان¬های شبیه سازی شده در آبگیر «سیاتل» تحمیل کند. در بسیاری از شبیه سازی¬ها، فروپاشی مشخص می¬شود. آشکارا به نظر می¬رسد که روندهای طراحی فعلی برای ساختمان¬های بلند «سیاتل» پیشگیری از فروپاشی را در حالت زلزله¬ی بسیار بزرگ «کاسکادیا» بیمه نمی¬کنند. این کار در پایان نامه¬ی دکترای «جینگ یانگ» و در مذاکرات ارائه شده در جلسه انجمن زلزله شناسی آمریکا در سال 2009 م. توصیف شده است.
همچنین، ما (آنا اولسن، کارایی ساختمان¬های با قاب لنگر مقاوم فولادی و ساختمان¬های با زیربنای ایزوله را در شبیه سازی¬های زلزله¬های قشری (پوسته زمین) بزرگ در کالیفرنیا، مطالعه کردیم. این مطالعات شامل شبیه سازی¬های زلزله¬ی «سان فرانسیسکو» در سال 1906 م. و شبیه سازی¬های چندین زلزله متحمل در «لس آنجلس» است. نشان دادیم که یک تکرار زلزله¬ی 1906 م. می¬تواند باعث آسیب جبران ناپذیر یا فروپاشی اکثر ساختمان¬های بلند در «سان فرانسیسکو» بشود. خطرات فروپاشی برای ساختمان¬های با اسکلت فولادی که جوش¬های شکننده دارند، 5 برابر بیشتر است. این شامل اکثر ساختمان¬هایی که قبل از زلزله «نورتریج از سال 1994 م. ساخته شده¬اند، است. با وجود اینکه طیف¬های واکنش سنتی (traditional response spectra) بهترین پیش بینی کننده¬ی تغییر شکل فیزیکی ساختمان برای لرزش¬های متوسط هستند، آنالیز ما نشان داد که ترکیبی از اوج سرعت زمین و اوج جابجایی زمین واقعاً پیش بینی کننده¬ای بهتر برای فروپاشی ساختمان است. همچنین، نشان دادیم که ساختمان¬های با زیربنای ایزوله که در حال حاضر، نمونه¬ی هنر هستند، احتمالاً سرعت¬های شدید را با فونداسیون¬های خود برای بسیاری از سایت¬ها در 10 کیلومتری شکست «سان اندریز» تجربه کرده¬اند.

تصویر ستون بتنی تقویت شده غیر انعطاف پذیر در اثر زلزله (زلزله در سان فرناندو در سال

تصویر ستون بتنی تقویت شده غیر انعطاف پذیر در اثر زلزله (زلزله در سان فرناندو در سال

1-2- تکانهای شدید زمین………………………………………………………………………………………24
2-2- فیزیک تخریب زلزله و فشارهای پوسته ای …………………………………………………………..27
3-2- سیستم های هشدار دهنده زلزله……………………………………………………………………… 28
4-2- مطالعات لرزش های ساختمان…………………………………………………………………………..29
نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………..31
منابع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………34
منابع لاتین……………………………………………………………………………………………………..34



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان