بررسی ماهیت پالس‌گونه زلزله‌های نزدیک گسل با استفاده از تبدیل S

غلامرضا قدرتی امیری, سالار آرین مقدم

چکیده


زلزله‌های نزدیک‌گسل، همواره، از موضوعات مورد توجه مهندسین سازه و زلزله بوده‌اند. شناسایی ماهیت ویرانگر آنها و بررسی ویژگیهای مربوط به پاسخ سازه‌های مهندسی تحت چنین تحریکات لرزه‌ای، موضوع تحقیقات متعددی در ادبیات فنی- مهندسی زلزله است. در این مقاله، ابتدا تبدیل S به عنوان جایگزین قابل قبولی برای تبدیل موجک و تبدیل فوریة کوتاه در سایر رشته‌های مهندسی، شناخته و به عنوان ابزار جدیدی برای شناسایی مشخصات محلی طیفی سیگنال‌های نامانای مربوط به حرکت زمین معرفی شده است. سپس، با استفاده از روش پیشنهادی مبتنی بر این تبدیل، نگاشتهای پالس‌گونه ثبت شده در حوزة نزدیک پردازش و مطالعه شده است. برای این منظور، هفت شتابنگاشت پالس‌گونه به صورتی انتخاب شده‌اند که ضمن پوشش حداکثری ویژگیهای حوزه نزدیک، امکان مقایسه روش پیشنهادی با روشهای قبلی فراهم شود. پس از جداسازی بخش پالس‌گونه، سازه‌های قابی شکل بتنی به صورت سه‌بعدی و در دو ارتفاع 6 و 9 طبقه مدلسازی و تأثیر پالس‌های جدا شده در تخمین منحنی تحلیل دینامیکی فزاینده ارزیابی شده است. همچنین، اثر تغییر پریود طبیعی ارتعاش سازه بر نتایج  با مدلسازی دو قاب خمشی فولادی دو‌بعدی  3 و 12 طبقه مورد مطالعه بیشتر قرار گرفته است. نتایج  مطالعه امکان معرفی پالس با فرکانس کم به عنوان نماینده شتابنگاشت پالس‌گونه را  در تخمین پاسخ دینامیکی سازها، بویژه، در صورت لحاظ کردن رفتار غیر خطی مورد تردید قرار‌ می‌دهد.

 

Evaluation of the Pulse-Like Nature of Near-Fault Ground Motions Using S-Transform

Near-fault seismic events have been popular research topics in earthquake engineering, especially, in last two decades. A variety of research programs have been conducted to characterize the unique nature of near-fault events from both structural and seismological point of views. In this paper, after the introduction of S-Transform as a modern timefrequency representation which can measure local characteristics of a signal such as amplitude, frequency, and phase at any time instant, a new robust filtering method is proposed and applied to extract the pulse-like part of nearfault ground motion records. Seven pulse-like near-fault recorded ground motions have been selected from literature such that the comparison of results with similar available methods can be possible. After the extraction of pulse-like parts, the nonlinear dynamic behavior of two 3-D reinforced concrete moment frames with 6 and 9 stories is studied by using Incremental Dynamic Analysis (IDA) under support excitation by original ground motions, extracted pulses and residual ground motions. To investigate the sensitivity of results to the pulse period, two extra steel moment frames with 3 and 12 stories are modeled. The results deeply questions the reliability of the application of low-frequency extracted pulses as the representative of original ground motions in dynamic time history analysis, especially, when the nonlinear behavior is considered.

Keywords: Near-Fault Ground Motion Records, Pulse-Like, S-Transform, Incremental Dynamic Analysis.


موضوع


زلزله نزدیک‌گسل; پالس سرعت; تبدیل S; محتوای فرکانسی

تمام متن:

PDF

ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


تماس با ما حامیان مجله تمامی حقوق این سایت متعلق به فصلنامه علوم و مهندسی زلزله است