ارزیابی مشخصات دینامیکی ساختمان‌ها در مقایسه تحلیل عددی و روش تجربی نسبت طیفی H/V میکروترمورها

مهدی مخبری

چکیده


فرکانس طبیعی پارامتری است که نقش کلیدی در طراحی دینامیکی سازه­ها و ارزیابی آسیب­پذیری ساختمان­ها دارد. در استانداردهای زلزله برای تخمین فرکانس طبیعی از روش­های تحلیلی و روابط تجربی استفاده شده است، ولی با توجه به تأثیر عوامل مختلف مانند شیوه طراحی، مصالح ساختمان، شرایط ساختگاه، این روابط هنوز از اعتماد کافی برخوردار نیستند. برای تخمین فرکانس طبیعی ساختمان می­توان از تحلیل عددی سازه و یا روابط تجربی حاصل از تحلیل نسبت طیفی میکروترمورها استفاده کرد. تحقیق حاضر به بررسی عوامل مؤثر بر تغییر فرکانس طبیعی سازه مانند عمر سازه و مسائل اجرایی پرداخته است. بدین‌منظور از دو روش تجربی و عددی استفاده شد. در ابتدا مقادیر فرکانس طبیعی حاصل از محاسبه نسبت طیفی H/V  میکروترمور مربوط به 12 ساختمان شامل 6 ساختمان نوساز و 6 ساختمان قدیمی در شهر شیراز تخمین زده شد و از دو روش تحلیلی و تجربی روابط همبستگی میان فرکانس تشدید با طبقات تخمین زده شد. نتایج نشان می­دهد که از داده­های میکروترمور می­توان برای تحلیل پاسخ لرزه­ای ساختمان­ها استفاده کرد. به‌علاوه نتایج محاسبات سازه به روش تحلیل عددی در مقایسه با تحلیل­های نسبت طیفی H/V به دلیل اعمال ضرایب ایمنی در استانداردها محافظه­کارانه است. همچنین تغییرات فرکانس ساختمان با افزایش طبقات به‌صورت توابع توانی و یا دو جمله­ای کاهشی است. عمر سازه و تغییر ضوابط آیین‌نامه‌ای تغییرات حدود 40 الی 50 درصدی را در مقدار فرکانس ایجاد می­کند.


موضوع


فرکانس، میکروترمور، ارتعاش محیطی، میرایی، اثر ساختگاه.

مراجع


- Gosar, A. (2010) Site effects and soil-structure resonance study in the Kobarid basin (NW Slovenia) using microtremors. Natural Hazards and Earth System Sciences, 10(4), 761.

- Herak, M. (2011) Overview of recent ambient noise measurements in Croatia in free-field and in buildings. Geofizika, 28(1), 21-40.

- Mucciarelli, M., Herak, M. and Cassidy, J. (2008) Increasing Seismic Safety by Combining Engineering Technologies and Seismological Data. Springer Science & Business Media.

- Cole Jr, H.A. (1973) On-Line Failure Detection and Damping Measurement of Aerospace Structures by Random Decrement Signatures.

- Farsi, M., et al. (2010) Evaluation of the quality of repairing and strengthening of buildings. Proceedings of the 14th ECEE.

- Nakamura, Y., Gurler, E.D. Saita, J., Rovelli, A., Donati, S. (2000) Vulnerability investigation of Roman Colosseum using microtremor. Proceeding, 12th WCEE, p. 1-8.

- Sato, T., Nakamura, Y. and Saita, J. (2008) The change of the dynamic characteristics using microtremor. The 14th World Conference on Earthquake Engineering.

- Kareem, A. and Gurley, K. (1996) Damping in structures: its evaluation and treatment of uncertainty. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 59(2), 131-157.

- Arakawa, T. and Yamamoto, K. (2004) Frequencies and damping ratios of a high rise building based on microtremor measurement. Proc., 13th World Conference on Earthquake Engineering.

- Crowley, H. and Pinho, R. (2010) Revisiting Eurocode 8 formulae for periods of vibration and their employment in linear seismic analysis. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 39(2), 223-235.

- Hans, S., Boutin, C., Ibraim, E., Roussillon, P. (2005) In situ experiments and seismic analysis of existing buildings. Part I: Experimental investigations. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 34(12), 1513-1529.

- Calvi, G.M., Pinho, R. and Crowley, H. (2006) State-of-the-knowledge on the period elongation of RC buildings during strong ground shaking. Proc. of the 1st European Conference of Earthquake Engineering and Seismology, Geneva, Switzerland.

- Farsi, M.N. and Bard, P.-Y. (2004) Estimation des périodes propres de bâtiments et vulnérabilité du bâti existant dans l'agglomération de Grenoble. Revue Française de Génie Civil, 8(2-3), 149-179.

- Brincker, R., Zhang, L. and Andersen, P. (2001) Modal identification of output-only systems using frequency domain decomposition. Smart Materials and Structures, 10(3), 441.

- Dunand, F., Bard, P.-Y. and Rodgers, J. (2006) Coimparison of the Dynamic Parameters Extracted from Weak, Moderate and Strong Motion Recorded in Buildings.

- Housner, G. and Brady, A. (1963) 'Natural Periods of Buildings'. In Selected Earthquake Engineering Papers of George W. Housner. ASCE.

- Carder, D.S. (1937) Observed vibrations of bridges. Bulletin of the Seismological Society of America, 27(4), 267-303.

- Hong, L.L. and Hwang, W.L. (2000) Empirical formula for fundamental vibration periods of reinforced concrete buildings in Taiwan. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 29(3), 327-337.

- CEN, E. (2004) Design of Structures for Earthquake Resistance—Part 1: General Rules, Seismic Actions and Rules for Buildings. European Committee for Standardization, p. 1998-1:2004.

- SIA, S.S. (2003) 'Actions on Structures'. In SIA 261:2003 Civil Engineering, SN 505 26.1 Swiss Society of Engineers and Architects.

- Lagomarsino, S. and Giovinazzi, S. (2006) Macroseismic and mechanical models for the vulnerability and damage assessment of current buildings. Bulletin of Earthquake Engineering, 4(4), 415-443.

- Goel, R.K. and Chopra, A.K. (1998) Period formulas for concrete shear wall buildings. Journal of Structural Engineering, 124(4), 426-433.

- Michel, C., Guéguen, P., Lestuzzi, P. & Bard, P.-Y. (2010) Comparison between seismic vulnerability models and experimental dynamic properties of existing buildings in France. Bulletin of Earthquake Engineering, 8(6), 1295-1307.

- Nakamura, Y. (1989) A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface. Railway Technical Research Institute, Quarterly Reports, 30(1).

- Nakamura, Y. (1996) Real-time information systems for hazards mitigation. Proceedings of the 11th World Conference on Earthquake Engineering, Acapulco, Mexico.

- Mokhberi, M. (2015) Vulnerability evaluation of the urban area using the H/V spectral ratio of microtremors. International Journal of Disaster Risk Reduction, 13, 369-374.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


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