درس های زلزله ۱۹۹۴ نورتریج Northridge

در: آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای, طراحی اتصالات فولادی, مهندسی زلزله

اتصالات قاب خمشی برای مقاومت در برابر نیروهای خمشی و همچنین ایجاد مفصل پلاستیک داخل تیرها در حین زلزله و استهلاک انرژی زلزله در حرکات رفت و برگشتی، طراحی میشوند. در زلزله سال ۱۹۹۴نورتریج Northridge آمریکا، با وجود رعایت ضوابط آییننامههای موجود، اتصالات خمشی در قابهای خمشی فولادی متحمل شکستهای ترد غیر منتظرهای در ناحیه اتصال تیر به ستونشدند. تا قبل از این زلزله تصور جامعه مهندسی بر این بود که اتصال جوشی تیر به ستون به اندازهی کافی انعطافپذیر بوده و لذا عملکرد مطلوبی در برابر بارهای رفت و برگشتی از خود نشان میدهند. این نوع اتصال از اواسط دهه ی ۶۰میلادی تا زمان وقوع زلزله ی نورتریج بسیار رایج بود. زلزلهی فوق و متعاقب آن شکستهایی که در محل اتصال تیر به ستون مطابق شکل زیر مشاهده شدند، نشان داد که اتصال جوشی تیر به ستون نسبت به بارهای رفت و برگشت لرزهای بسیار حساس است. این نوع شکست شامل ترکهای بسیار ریز (که تنها با آزمایشات غیرمخرب Nondestructive Tests قابل تشخیص هستند) و شکستهای بزرگ (که حتی کل عمق ستون را در بر میگرفت) در مجاورت ستون بوده است .

شکست ترد اتصالات

از جمله دلایل این شکست ترد میتوان موارد مقابل را برشمرد: تنشهای پسماند حرارتی جوشکاری، تمرکز تنش، تنشهای سه محوره و درخواست حداکثری نیرو در ناحیه اتصال. علت تمرکز تنش را میتوان سرد و گرم شدن ناگهانی عضو مورد نظر دانست.

علاوه بر این احتمال تشکیل مفصل پلاستیک در ستون نیز وجود دارد که موجب ناپایداری سازه میگردد. برای مقابله با این نقایص و بهبود رفتار چرخهای اتصالات، پیشنهاداتی داده شدند که برخی از آنها عبارتند از

۱- تقویت اتصال تیر به ستون و کاهش تمرکز تنش؛

۲-تضعیف تعمدی تیر در بر ستون؛هر دو روش به جهت اینکه محل تشکیل مفصل پلاستیک به داخل تیر انتقال یابد در نظر گرفته شده اند.

بعد از وقوع زلزله های نورتریج در سال ۱۹۹۴و کوبه در سال ۱۹۹۵رفتار نامناسب اتصالات گیردار تیر به ستون قابهای خمشی فولادی، موجب شروع تحقیقات وسیع در مورد رفتار اتصالات تیر به ستون در سیستم های مقاوم جانبی شد. سرمایه گذاری عظیم موسسه FEMAاز این مطالعات است که یکی از پروژه های آن، پروژه شش ساله گروه SACمیباشد. هدف این پروژه یافتن راهکاری برای جلوگیری از رفتار ترد اتصالات بود. حاصل این پروژه تغییرات و اصلاحات زیادی در مورد نحوه طراحی اتصالات تیر بهستون در قابهای خمشی بود که پس از آن اتصالات خمشی متنوعی ابداع شدند که همگی تلاش میکردند مشکلات مشاهده شده در قابهای خمشی در این زلزله ها را رفع کنند.

اتصالات تیر به ستون با ورق انتهایی که در آن ارتفاع ورق اتصال از ارتفاع تیر بیشتر است میتواند شکلپذیری زیادی را در قابهای خمشی در برابر زلزله ایجاد نماید. یکی از انواع اتصالات با ورق انتهایی، اتصال گیردار فلنجی تیر به ستون بدون استفاده از ورق لچکی BUEEPو با استفاده از ورق لچکی BSEEPاست. اتصالات مطرح شده در آیین نامه های لرزهای و همچنین تحقیقات پیشین صورت گرفته به طور کلی برای حالتی تعریف شدهاند که در آنها هندسه پلان سازه متقارن بوده و در نتیجه راستای محور طولی تیر، در نقشه پلان سازه، عمود بر راستای عرض بال ستون (ضلع مقطع ستون) قرار میگیرد.
در مواقعی که محور تیر عمود بر راستای عرض بال ستون اجرا شود با توجه به متقارن بودن اتصال از لحاظ هندسه اتصال، توزیع تنش نیز متقارن خواهد بود. اما در مواقعی که به علت وجود موانعی همچون

الزامات معماری،

نامنظمی سازه در پلان، نیاز به اجرای تیر میان ستونهایی میشود که در نقشه پلان در یک راستا قرار ندارند (آکس آنها یکی نیست) و متعاقبا امکان انجام اتصال تیر به ستون به نحوی که صفحه جان تیر عمود بر صفحه بالی از ستون که تیر به آن متصل میشود نمیباشد؛ به عبارت دیگر شکل قرارگیری تیر در پلان به صورت مورب میان دو ستون است که انتظار میرود منجر به عدم توزیع یکنواخت تنش در محل اتصال شود .

در این حالت در بر اتصال علاوه بر لنگر خمشی، لنگر پیچشی نیز به اتصال وارد میشود. در این پژوهش عملکرد لرزهای اتصال فلنجی تیر به ستون تحت زوایای مختلف در پلان و اثرات زاویه دار بودن تیرها بر افت مقاومت اتصال ارزیابی میشود و با بررسی پارامترهای مختلف، راهکارهایی برای رفع مشکل زاویه دار بودن تیرها ارائه میشود.

گسل درونه

سازمان نقشه برداری کشور تایید کرد: گسل درونه فعال است


 بررسی حرکات و سازوکار گسل «درونه» با استفاده از مشاهدات شبکه GPS موردی که در قالب همکاری های مشترک سازمان نقشه برداری کشور و دانشگاه گرنوبل فرانسه انجام شد؛ حاکی از فعال بودن این گسل است.

دکتر حمیدرضا نانکلی رییس اداره ژئودزی و ژئودینامیک با اشاره به دو زمین لرزه ویرانگر سپتامبر 1903 در ترشیز (سال 1282 شمسی) و مه 1923 (سال 1302 شمسی) در تربت حیدریه گفت: برخی کارشناسان این دو زمین لرزه را به حرکت‎های گسل درونه نسبت می‎دهند. پس از آن تنها یک زمین لرزه دیگر در سال 1926 (سال 1305 هجری شمسی) در محدوده میان دو شهر ترشیز و تربت حیدریه رخ داده و زمین لرزه بزرگ دیگری ایجاد نکرده است. با این حال برخی زمین شناسان این گسل را مستعد بروز زلزله ای به بزرگی 8 ریشتر می‎دانند.

گفتنی است گسل درونه واقع در شرق، یکی از طویل ترین گسل های ایران به طول 600 کیلومتراز بخش مرکزی ایران (ایران مرکزی) تا افغانستان امتداد یافته است. پنج زلزله دستگاهی در منطقه گسل ثبت گردیده است که فقط یکی از آنها را میتوان به گسل درونه نسبت داد و بقیه در محدوده کوه سرخ رخ داده است.
به منظور بررسی این موضوع و در راستای همکاری های مشترک سازمان نقشه برداری کشور و دانشگاه گرنوبل –آلپ فرانسه پروژه تحقیقاتی با هدف "بررسی و مطالعه متغیربودن نرخ لغزش گسل درونه واقع در شمال شرق ایران با استفاده از داده های "GPS تعریف گردید.

دکتر عبدالرضا سعادت مدیر کل ژئودزی و نقشه برداری زمینی، دکتر حمیدرضا نانکلی رییس اداره ژئودزی و ژئودینامیک و مهندس فاطمه خرمی کارشناس اداره ژئودزی و ژئودینامیک، در گزارش مشترکی از این بررسی‎ها اعلام کردند: سازمان نقشه برداری کشور در سال 1391 اقدام به ایجاد یک شبکه موردی GPS متراکم شامل 22 ایستگاه کرد. ایستگاههای این شبکه پراکندگی تقریبا مناسبی در امتداد گسل دارند و بدین ترتیب حرکات بخشهای مختلف گسل را می توان بهتر و دقیقتر مورد مطالعه قرار داد. در سال 1391 (2012 میلادی) اولین اندازه گیری و در سال 1397 (2018 میلادی) اپک دوم مشاهدات انجام شد.

 به منظور تعیین نرخ لغزش و سازوکار گسل در قسمتهای مختلف سه پروفیل طراحی شد. این سه پروفیل مقدار نرخ لغزش گسل درونه را در بخشهای مختلف (غربی، مرکزی و شرقی) برآورد می کنند. بر اساس نتایج اولیه حاصل از پروفیلها، بخش غربی گسل (پروفیل 1) دارای حرکت امتداد لغز چپگرد و مقدار اندکی کوتاه شدگی است. پروفیل (2) نشان میدهد که حرکت قابل توجهی در امتداد و عمود بر بخش مرکزی درونه وجود ندارد. پروفیل (3) نشانگر وجود مقدار اندکی حرکت امتدادلغز چپگرد روی گسل درونه و دشت بیاض می باشد، همچنین دشت بیاض کشیدگی اندکی دارد در حالیکه بخش شرقی گسل درونه دارای کوتاه شدگی می باشد

نگاه عمیق بر مهندسی سازه و زلزله

یک مهندس زلزله باید حداقل هایی را راجع به علت و چگونگی تحریک لرزه ای بداند. به خصوص آن بخش از یافته های علمی که بر روی مصنوعات بشری از “دیدگاه مهندسی” تاثیر قابل توجهی دارد.

به عبارت دیگر دانستن حقایقی از علت و چگونگی زلزله که بر روی پاسخهای سازه تاثیر قابل توجهی دارد برای یک مهندس زلزله ضروری است. مثال سادهء آن نوع خاک و زون بندی موجود در آیین نامه ها و دستورالعملها . مثال پیچیده تر آن چگونگی تاثیر زلزله حوزه نزدیک بر پاسخ ها.

اینکه بدانیم طیفهای ۲۸۰۰ بر اساس چه روشی بدست امده است و برای چه سازه هایی قابل استفاده است و با توجه به ریسکی که میخواهیم متحمل شویم چقدر روابط تخمین نیروی زلزله ۲۸۰۰ قابل اعتماد است.

اینکه بدانیم تاثیر خاک بر محتوای فرکانسی تحریک چگونه است و ایا نیاز به مطالعهء دقیقتر ضروری میباشد و حداکثر چقدر میتواند تصورات ما را تغییر دهد.

مبنای روابط تخمین نیروی زلزله بر اساس ایین نامه ها را بدانیم.

و اما مهمترین نکته : سازهء طراحی شده و ساخته شده قرار است در مقابل آزمونی قرار بگیرد به نام زلزله . بنابراین واقع بینی طراح در فاز طراحی بسیار مهم است. این واقع بینی اکتسابی است. طراح میتواند با مقایسهء پاسخهای تحلیلهای تاریخچه زمانی غیرخطی و پاسخهای تحلیلهای فاز طراحی گامی به سمت واقع بینی بردارد. هرچند که مدلسازیها دارای حرف و حدیث بسیار است اما بهتر از “هیچی” است.اینکه بدانیم ویژگیهای سازه در طول زلزله تغییر قابل توجهی میکند و تاثیرپذیری ان از زلزله در طول همان زلزله تغییر میکند. غیرواقع بینی مهندسین نسبت به تفاوت پیش فرضهای طراحی و واقعیت به ویژه در تحریک لرزه ای ریشهء بسیاری از … میباشد.

صرفا مطالب فوق الذکر بنده بر اساس دو پارامتر تحریک لرزه ای و پاسخ سازه بوده است. اگر وارد نگرش سطح عملکردی بشویم غیرواقع بینی ها و در نظر نگرفتن عدم قطعیتها مشهودتر خواهد بود.

توضیحاتی در مورد نیروی زلزله:
۱. از زمان تولد ضوابط بارگذاری زلزله در سال ۱۹۱۰ تا کنون میلیونها ساختمان در جهان براساس نیروی پیشنهادی در آیین نامه طرح و اجرا شده اند. تقریبا اکثر آیین نامه های جهان یک برش پایه حدود یکدهم وزن ساختمان را در نظر میگیرد که به صورت تقریبا خطی در طبقات توزیع میگردد.
۲. همانطور که در نظرات اعلام شده بخوبی مشاهده میشود تصور عام بر این است که حرکت زمین ناشی از زلزله در پیساختمان حرکتی را بوجود می آورد که بر اساس قوانین فیزیکی و معادلات دینامیک سازه موجب ایجاد ارتعاش و نیروی در اجزای سازه میگردد.
۳. نه تنها در اظهار نظر دوستان، که در هیچیک از کتب و مقالات بیشماری که در ۵۰ سال گذشته نوشته شده ارتباط دقیق میان نیروههایی که بر اساس این روش علمی محاسبه شده باشد و آنچه در آیین نامه های زلزله در سراسر جهان مبنای طراحی است ارائه نشده و اگر هم بحثی مطرح شده صرفا در حد کلی گویی است.
۴. در سالهای ۱۹۱۰ تا ۱۹۴۰ که اولین شتابنگاشت ثبت شد (ال سنترو در امریکا) اطلاعی از مقدار دقیق نیروی زلزله در دست نبود زیرا رکوردی وجود نداشت. بنابراین نیروی زلزله پیشنهادی صرفا بر پایه فرض استوار بود. حتی بعد از ثبت رکوردهای شتاب حداقل ۲۵ سال طول کشید تا جامعه علمی دریابد نیرویی که زلزله در سازه ایجاد میکند بسیار بزرگتر از مقادیر مفروض است.
۵. بخوبی میتوان دریافت که سازه هایی که بر اساس ضوابط آیین نامه طرح شوند در زلزله های قوی تسلیم میشوند.
۶. هنگامی که سازه ای در زلزله تسلیم شود نیروهای ایجاد شده در اعضای سازه بیش از آنکه تابع زلزله باشند متاثر از مقاومت تسلیم سازه اند و دیگر در اینجا نیروی زلزله معنای متعارف خود را از دست میدهد و بحث محاسبه نیروی سازهبه یک دور تسلسل منطقی می انجامد.
۷. بدین ترتیب اگر سازه ۷۰۰ کیلوگرمی بر اساس نیروی زلزله طرح برابر ۱۰۰ کیلوگرم طراحی شود و مقاومت تسلیم آن ۱۱۰ کیلوگرم باشد، نیروی ایجاد شده در آن تحت زلزله بم ۱۱۰ کیلوگرم است، تحت زلزله های طبس، منجیل، ال سنترو، پارک فیلد، کرایست چرچ و … همه و همه برابر ۱۱۰ کیلوگرم است. این دقت عجیب و بیمانند در پیش بینی نیروی زلزله قدرت آیین نامه را نشان نمیدهد زیرا بدیهی است طبق بحث فوق، سازه در همه این زلزله ها به تسلیم میرسد و در نتیجه حداکثر نیروی قابل انتقال از طریق اعضا به جرم سازه برابر با مقاومت تسلیم سازه است که ۱۱۰ کیلوگرم میباشد. اکنون اگر سازه بجای ۱۰۰ کیلوگرم برای ۷۰ کیلوگرم طراحی شود، نیروی ایجاد شده در آن به همین نسبت کاهش می یابد و به عکس، هنگامی که برای ۱۷۰ کیلوگرم طراحی شود، نیروی زلزله به همین نسبت افزایش می یابد. این مطلب را تعدادی از دوستان بخوبی متوجه شده و بیان نمودند.
۸. پس از روشن شدن این حقیقت که مقدار نیروی زلزله بسیار بزرگتر از فرضیات ماست، تکاپویی زیادی برای حل مساله صورت گرفت. در سال ۱۹۷۸ انجمن مهندسان سازه کالیفرنیا با طرح ایده ضریب رفتار بظاهر این مشکل را حل کرد. خیلی ساده. این ضریب عبارت است از نسبت نیروی ارتجاعی به غیرارتجاعی. تقریبا همه جهان متقاعد شدند که موضوع حل شده. مخالفتی با این پیشنهاد ابراز نگردید و خیلی زود این ایده در همه جا مورد استقبال گرفت.
۹. باید دانست ضریب رفتار هیچ پایه و اساسی ندارد و صرفا بازی با الفاظ است. صحبت در این مورد مفصل است و بنده در سی سال گذشته در کلاسها، سمینارها و کتبم تلاش کرده ام این موضوع را روشن سازم. بحث در مورد آن نیاز به فرصت بیشتری دارد که انشاله در آینده به آن خواهم پرداخت.
۱۰. محاسبه نیروها عموما برای آن است که سازه را برای این نیروها طرح کنیم تا سازه تحت این نیروها نه تنها تسلیم نشود بلکه یک فاصله ایمن با تسلیم را حفظ کند. رعایت این فاصله ایمن معیار طراحی ما میباشد. در مورد زلزله این معیار نقض میشود و لازم است معیار دیگری جایگزین آن شود. بدون این جایگزینی، استفاده از نیروی زلزله بی معناست و این همان خلائی است که در ایده ضریب رفتار وجود داشت.
در این مورد سخن بسیار زیاد است اما برای طرح آن نیاز به فرصت بیشتری است که امیدوارم در آینده نزدیک فراهم گردد
۱۱. هرچند در طرح ایده ضریب رفتار به از دست رفتار ملاک طراحی اشاره ای نشد اما بطور ضمنی مطرح شد که کاهش نیروهای ارتجاعی زلزله به علت شکل پذیری سازه است. شکل پذیری یک واژه کلی است و مادام که رابطه کمی بین شکل پذیری و ضریب رفتار مشخص نشده باشد صرفا تحویل مجهول به مجهول صورت گرفته است و بس!

۱۲. در فاصله سالهای ۱۹۷۰ تا ۲۰۰۰ تحقیقات زیادی برای یافتن رابطه ضریب رفتار و شکل پذیری مورد نیاز صورت گرفته که شرح آن از این گفتار خارج است اما دوستان باید توجه داشته باشند شکل پذیری مورد نیاز در زلزله و شکل پذیری موجود در سازه دو عامل کاملا متفاوتند. متاسفانه حتی امروز نیز علیرغم حجم بسیار زیاد تحقیقات علمی، در مورد شکل پذیری موجود انواع سازه ها اطلاعات جامعی در دست نیست.
۱۳. بیرون آمدن از این کلاف سر در گم یک راه دارد: طراحی برای تغییرشکل. در واقع سازه در زلزله های قوی چنانچه به علت نبود مقاومت کافی تسلیم شود، آنچنانکه اکثر ساختمانهای موجود اینگونه اند، لازم است دارای ظرفیت تغییرشکل کافی باشد تا خراب نشود. بنا بر این باید سازه را طوری طرح کرد که وقتی در معرض زلزله قرار میگیرد تغییرشکهای ایجاد شده در اجزای آن از حد تحمل این اجزا خارج نشود.
۱۴. در سال ۲۰۰۰ طراحی برای تغییرشکل با عنوان طراحی عملکردی در نشریه فیما ۳۵۶ ارائه شد که ترجمه آن چند سال بعد با نام نشریه ۳۶۰ در ایران منتشر گردید.
۱۵. باید توجه داشت هرگز نباید انتظار داشت طراحی به دو روش مقاومت و تغییرشکل به نتایج یکسانی منجر شود. روش مقاومت اصولا نمیتواند ملاک دقیقی برای پایداری یا ناپایداری سازه در زلزله بدست دهد زیرا از اساس زیر پایش خالی است. همینکه پذیرفتیم سازه با اعمال ضریب رفتار تسلیم شود ملاک را از میان برده ایم زیرا در روش مقاومت ملاک مقاومت است و اگر آن را حذف کنیم بی آنکه ملاک جدیدی جایگزین کرده باشیم تیشه را بر ریشه منطق این بنا فرود آورده ایم. از این رو، تنها راه باقیمانده برای ارزیابی لرزه ای دقیق، استفاده از روش تغییرشکل است.
۱۶. نا آشنایی با این مبانی و استفاده از روشهای مقاومت برای ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای میتواند هزینه های گزافی و بیموردی را متوجه اقتصاد کشور نماید. پدیده ای که در ۱۵ سال گذشته به کرات شاهد بوده ایم. مساله ای که باید توسط اهل فن و در محافل علمی به تفصیل مورد بررسی و کاوش قرار گیرد. همه باید بدانند روشهای مقاومت مانند آنچه در آیین نامه ۲۸۰۰ و بخش خطی نشریه ۳۶۰ آمده است برای ارزیابی پایداری لرزه ای چندان مناسب نمیباشند و باید از روشهای غیرخطی بویژه روش دینامیکی غیرخطی استفاده کرد.

سوال بسیار مهمی است. در واقع جان کلام همینجاست. گمانم اولین محاسبه در سال ۱۹۵۶ توسط هاوزنر بر روی شتابنگاشت ثبت شده در سال ۱۹۴۰ انجام شد که نشان میداد نیروی زلزله بسیار بزرگتر از آیین نامه است اما واقعیت این بود که سازه هایی که بر اساس آیین نامه ساخته شده بود عمدتا در زلزله پایدار مانده بودند. ژاپن و کالیفرنیا در واقع دو میز زلزله طبیعی هستند و وقوع مکرر زلزله های نسبتا قوی این امکان را به ما داده تا عملکرد ساختمانها را مشاهده و ارزیابی کنیم. عدم فروریزی ساختمانهای بظاهر خیلی ضعیف محققان را بر آن داشت که رفتار سازه را پس از تسلیم دنبال کنند. اینکار در دهه شصت با انجام تحلیلهای دینامیکی غیرخطی انجام شد که نتایج آن در مقالات متعدد در کنفرانسهای زلزله دهه شصت ارائه شده و به طرح ایده طیف غیرارتجاعی منجر شد که بحث مفصل آن در فصل سوم کتاب بنده آمده است. کوتاه سخن اینکه نیروی زلزله برخلاف نیروی جاذبه ناپایستار و گذرا است. برای نیروهای ناپایستار نیازی به اعمال ضابطه مقاومت نیست و در صورت لزوم میتوان از آن چشم پوشید و بجای آن ملاک تغییرشکل را جایگزین نمود که میشود طراحی بر اساس عملکرد. نیروهای حرارتی نیز ناپایستارند و میتوان به همین ترتیب عمل کرد و به عنوان مثال پایه های پل لازم نیست برای نیروهای ناشی از تغییرات دما در کفه پل طرح شوند بلکه کافی است بتوانند جابجایی مربوطه را تحمل کنند! امیدوارم این توضیحات تا حدی موضوع را روشن کردن باشد و توصیه میکنم فصل سوم کتاب را بدقت مطالعه فرمایید و در صورت ابهام بفرمایید تا توضیح دهم

منبع: گروه تلگرامی پولاد سازه

زلزله های حوزه نزدیک Near field earthquake

ارتعاشات زمین در سایت های مجاور گسل باعث خرابی های گسترده ای در بسیاری از سازه هایی که حتی مسائل مربوط به آیین نامه زلزله را نیز رعایت کرده اند، گردیده است. از جمله در زلزله های (1995)Northridge ( 1994 ) Kobe ( 1994 ) Taiwan سازه های مهندسی در مجاورت مرکز زلزله دچار خرابی های زیادی شده اند. به همین علت بررسی ماهیت ارتعاشات زمین در نزدیکی منشا زلزله به عنوان یک ضرورت مطرح شده و مطالعات متعددی نیز در این زمینه صورت گرفته است. زلزله های حوزه نزدیک به نقاطی از زمین اطلاق می شود که فاصله آنها از مرکز سطحی زلزله کمتر از یک حد معین است. بعضی از محققین از جمله اکی این فاصله را ۵۰ کیلومتر می دانند و برخی دیگر این فاصله را ۱۵ کیلومتر در نظر می گیرند. با توجه به تحقیقات انجام گرفته بر روی رکوردهای ثبت شده، جنبش قوی زمین در نزدیکی گسل و تاثیر این نوع رکوردها بر روی سازه های مختلف نیاز توجه به این رکوردها و آثار آن بر روی سازه ها، در دو دهه اخیر اهمیت تحقیق بیشتری را به خود جلب نموده است. تحقیقات انجام گرفته در این زمینه عمدتا به دو دسته تقسیم می گردد :

دسته اول، مجموعه ای از تحقیقاتی است که بر روی رکوردهای ثبت شده ناشی از جنبش قوی زمین در نزدیکی گسل و مشخصات و پارامترهای مختلف مربوط به رکوردهای نزدیک گسل انجام گرفته است و با جمع بندی دقیق و جمع آوری اطلاعات بدست آمده از رکوردهای ثبت شده زمین لرزه ها در نزدیکی گسل اطلاعات کامل و قابل استفاده ای جهت بررسی رفتار سازه ها تحت اثر این نوع رکوردها در اختیار محققان و کارشناسان قرار می دهد.

دسته دوم، مجموعه تحقیقاتی است که مربوط به بررسی رفتار سازه های مختلف تحت اثر رکوردهای نزدیک گسل می باشد. مشخصات زلزله های نزدیک گسل به دلیل خواص امواج برشی و تجمع آثار این امواج در جلوی مسیر گسیختگی تفاوتهایی با مشخصات زلزله های دور از گسل دارند. وجود حرکت پالس گونه با پریود بلند در ابتدای رکوردها، بزرگتر بودن مولفه عمود بر جهت گسل نسبت به مولفه موازی گسل، تجمع انرژی و انتقال آن در مدت زمان کوتاه، اعمال نیروی ضربه گونه بر سازه های موجود در مسیر پیشرو گسیختگی، نسبت بیشینه سرعت به بیشینه شتاب بالا و وجود بیشینه شتاب و سرعت و جابجایی بالاتر از تفاوتهای حائز اهمیت رکوردهای زلزله های نزدیک گسل می باشد.

نکته ویژه در رکوردهای سرعت زلزله های نزدیک گسل علاوه بر موارد بالا، وجود سرعت های بزرگ زمین است که در پی پالسهای بلند مدت شتاب ایجاد می شود. نمودی از این اثرات به شکل ایجاد تغییر مکان های نوسانی بزرگ است که در رکورد تغییر مکان زمین نیز دیده میشود. وجود این مقادیر بزرگ در پارامترهای حرکات زمین در نزدیک گسل، مشخصه بارز رکورد زلزله های حوزه نزدیک گسل نظیر زلزله نورتریج، زلزله کوبه، زلزله چی چی تایوان و بم میباشند .

در زلزله انرژی بسیار زیادی که با گذشت زمان در محل جمع شده با یک پارگی در پوسته زمین آزاد می شود. این انرژی به صورت ارتعاشی پخش می شود. به هر میزان از مرکز زلزله دور می شویم، این ارتعاشات که عمدتا در سطح زمین توسط دستگاه های زلزله نگار ثبت می شوند، حالت یکنواخت تر و شکل مشخص تری دارند. با صرف نظر کردن از برخی مسائل، مثل اثر ساختگاه و در نظر گرفتن منشا کانونی برای زلزله می توان گفت، انتشار این امواج در فواصل دور به صورت کروی در داخل پوسته و دایروی در روی سطح زمین می باشند. به هر میزان به منشا زلزله نزدیکتر می شویم، حالت یکنواخت تری در ارتعاشات و پخش کروی گونه در پوسته زمین و دایروی شکل در سطح کاملا از بین می رود

 

مشخصات زلزله های حوزه نزدیک Near Field

هنگام وقوع زلزله خصوصیات ارتعاشی هر یک از نقاط زمین تابع عوامل مختلفی به شرح زیر است :

١. بزرگای زلزله

٢. فاصله منطقه از مرکز رها شدن انرژی

٣. خصوصیات زمین شناختی (اثر ساختگاه)

برخی مطالعات نشان میدهد که رکوردهای زلزله های نزدیک را می توان به دو بخش، با ضربان(پالس) و بدون ضربان تقسیم بندی کرد که در بعضی مواقع، پدیده ضربان در تاریخچه شتاب، سرعت و تغییر مکان یکی از ویژگی هایی است که زلزله حوزه نزدیک را از زلزله حوزه دور متمایز می کند. ضربان در زمین لرزه به صورت ضربان شتاب، سرعت و جابجایی می باشد که می توان آنها را به تغییرات بزرگ در تاریخچه های شتاب، سرعت و جابجایی تعریف کرد. شکل ۱ تاریخچه های شتاب، سرعت و جابجایی را برای چهار حرکت زمین نزدیک گسل مصنوعی، سیلمار، امپریال والی و السنترو نشان می دهد، چنانچه در شکل ۲-۱ مشاهده می شود، در زلزله های نزدیک گسل، حرکت زمین بر اثر گسل مصنوعی، سیلمار و امپریال والی با ضربان و بر اثر گسل السنترو، بدون ضربان می باشد.

 

شکل ۱: تاریخچه های شتاب، سرعت و جابجایی را برای چهار حرکت زمین نزدیک گسل مصنوعی

به دلیل نزدیکی محل تا گسل، رکورد حاصل از سرعت و جابجایی زمین به جهت اینکه نسبت به شتاب دارای پریود بالاتری هستند دارای شکل پالس مانند با پریود بالا می باشند، که یادآور تحریکی به صورت ضربه هستند. در زمین لرزه های حوزه نزدیک به جهت فاصله کوتاه بین محل شکست (منبع تولید موج) و محل دریافت آن فرصتی جهت مستهلک شدن فرکانسهای بالا نبوده؛ از همین رو تاریخچه زمانی شتاب آنها محتوای فرکانسی بالایی دارند

 

10 نکته در مورد پیش بینی زلزله

ده نکته در مورد پیش بینی زلزله

اول : پیشگویی کار من نیست و چنین کاری را نکرده ام و نمی کنم. پیشگویی کار رمالهاست. پیش بینی کوتاه مدت ، میان مدت و دراز مدت کار من است. پیش بینی کار ی علمی است.

دوم: اینکه در ٥ سال مثلا برای افزایش تاب_ آوری تهران چه می توان کرد، مثال مکزیکوسیتی بسیار گویاست، در ١٩ سپتامبر سال ١٩٨٥ ، در زلزله با بزرگای ٨ مکزیک ٣٥ هزار نفر کشته شدند. بین ١٩٨٥ تا ١٩٩٠ مکزیکی ها پنج برنامه بنیادی اجرا کردند و آسیب پذیری شان بسیار کمتر شد. سال ١٩٨٥ تولید ناخالص داخلی مکزیک حدود ١٨٠ میلیارد دلار، و سال ١٩٨٦ و پس از زلزله ١٣٠ میلیارد دلار بود. در سال نود همین پارامتر به ٢٦٠ میلیارد دلار رسید. مکزیک در سال ١٩٨٥ حدود ٨٦ میلیون و در سال ١٩٩٠ حدود ٩٢ میلیون نفر بود. در سال ٢٠١٧ در ماه سپتامبر مشابه همان زلزله با بزرگای ٨سال ١٩٨٥، این بار با بزرگای ٨.٢ به همراه ٢ زلزله با بزرگای ٧، در طی یک هفته در مکزیک رخ داد، ضمنا حدود ٣٧٠٠ پسلرزه با بزرگای بین ٤ تا ٦ در پی این رویداد ها ثبت شد. ولی اینبار و در سال ٢٠١٧ سرجمع فقط حدود ٣٥٠ نفر کشته شدتد. مکزیک نه از ما پولدارتر بوده و هست و نه جمعیتش کمتر بوده و هست. مکزیکوسیتی یکی از پرجمعیت ترین کلانشهرهای دنیاست و در سال ٢٠١٨ حدود ٢٣ میلیون نفر جمعیت در آن می زیسته اند. بنابراین ملاحظه می فرمایید که می توان در همین تهران بسیار کارها کرد، آن هم فقط در ٥ سال. مدیریت کارآمد می خواهد تا سازماندهی سازمانها مدرن شود، نیروهای انسانی با کیفیت هرچه بیشتر به کار گرفته شوند، و فناوری جدید به سرعت به خدمت گرفته شود.

سوم ؛ اینکه هیچ کاری نشود چون ممکن است در آن اشکال باشد و عده ای نپذیرند، مانند آن است که بیمارستانهای تهران را هم تعطیل کنیم. چون بعضا کارشان اشکال دارد و نظر پزشکان با هم متفاوت است و عده از بیماران هم در بیمارستانها می میرند!

چهار: در همه جای دنیا دانشمندان نظرهای مختلف دارند و ابراز هم می کنند. اینکه من و همکار دیگری نظرهای متفاوتی داشته باشیم طبیعی است. نباید این نظرهای متفاوت علمی ساکت شوند و ابراز نشوند.

پنج: به دلیل کم کاری نهادهای رسمی از متخصصان نخواهید کارشان را تعطیل کنند و کاری انجام ندهند تا امن و امان احساس شود و یا وظیفه نهادی های رسمی را بر عهده گیرند..

شش : زبان علم زبان "احتمال" است و ذکر درصد و نسبت. زبان صحبت کردن با قطعیت ، زبانی علمی نیست. به کار بردن کلمه احتمال نشانه ترس یا حقه بازی دانشمندان نیست. حقه باز آنان هستند که اخباری شبه علمی را به صورت وافعیت قطعی برای مردم بیان می کنند. از دانشمندان نخواهید راه شارلاتانها را بپیمایند.

هفت: یافتن راه حل در علم بسیار به طرح درست صورت مساله وابسته است. بنابراین طرح صورت مساله از سوی دانشمندان بخشی از مسیر حل مساله است (به باور بعضی از دانشمندان نیمی از راه است)، نشان شامورتی بازی آنان برای گیج کردن مردم نیست. رسانه ها این یافته ها و صورت مسایل طرح شده توسط دانشمندان را به مردم انتقال می دهند.

هشت : خوشحال باشید از آنکه کسانی در کشور شما و ما دغدغه مند هستند. "نواحی درد ها/به چشم جهانیان (هموطنان) /پدیدار می کنند" . اگر نباشند، حتما آسیبهای بیشتری امروز و در آینده خواهیم دید.

نه: تا امروز کلی زحمت کشیده شده تا زبان علمی در مملکت ما عمومی سازی شود. مطمئن باشید عمومی سازی و ترویج علم، کار هر کسی (حتی هر دانشمندی) نیست. تسلط و مهارت و سواد ویژه می خواهد. از مروجان علم به دلیل کار داوطلبانه شان سوالهای عجیب و غریب نکنید، و راه حل قطعی از آنها نخواهید . بگذارید هر کس کار درست خودش را بکند.

ده : یاد بگیرید و بگیریم که به کار و دستاورد های دانشمندان احترام بگذارید (و بگذاریم). تا هر صحبت یا خبر علمی مطرح شد، اگر دانشمندان که شهروندان و مردم عادی همین کشورند مورد طعنه و حمله و عیب جویی قراربگیرند، به تدریج عادت می کنند که هیچ تلاشی برای ارتقا سطح آگاهی های عمومی نکنند، چراکه هزینه دارد .

دکتر مهدی_زارع ٥-١٢-٩٧ 

مفهوم بار قائم زلزله

اثر زلزله بر سازه شامل مولفه های سه گانه شتاب در دو جهت افقی و یک جهت قائم است. همانطور که زلزله باعث اعمال شتاب و جابه جایی سازه در جهات اصلی افقی میشود، در جهت قائم نیز به سازه شتاب و جابه جایی اعمال مینماید. مولفه های شتاب قائم زلزله بعضاً اعدادی بزرگ و در مورد مناطق نزدیک گسل ( حوزه نزدیک گسل ) اعدادی حول و حوش مقادیر شتاب افقی زلزله ممکن است باشد. به همین جهت باید مشابه مولفه های افقی شتاب زلزله ، مولفه قائم زلزله نیز در طرح سازه دیده شود. در مورد رفتار سازه تحت مولفه قائم زلزله ، باید توجه داشت که عمده سازه های ساختمانی متعارف ، برای ارتعاش در راستای قائم ، نسبتاً صلب میباشند و پریود نوسان سازه در مودهای قائم اعداد کوچکی خواهد بود. این صلبیت نسبی باعث کاهش نسبی نیروهای منتقل شده در راستای قائم ساختمان میشود. در سازه های صلب ، شتاب منتقل شده به سازه همان شتاب اعمال شده در پایه ( فونداسیون ) میباشد و جابه جایی های نسبی نقاط مختلف سازه تقریباً صفر است که این موضوع باعث کاهش نیروهای داخلی در اعضای سازه میشود؛ اما در سازه های انعطافپذیر این موضوع صادق نیست. به دلیل انعطاف سازه، در آن جابه جایی های نسبی و نیروهای داخلی ایجاد میشود. این موضوع باعث میشود که هر چند مولفه شتاب قائم زلزله در مقایسه با شتاب افقی اعداد کمی نباشد؛ اما نیروی قائم زلزله در مقایسه با نیروی افقی زلزله در عمده موارد به مقدار قابل توجهی کمتر گردد. فرض صلبیت قائم سازه ، برای قسمتهای طره ساختمان و دهانه های بزرگ چندان صادق نیست؛ به همین جهت در آیین نامه ها برای این قسمتها مقدار بیشتری بار قائم زلزله پیش بینی گردیده است. برای در نظر گرفتن اثر بار قائم زلزله به کل ساختمان، آیین نامه ها درصد مشخصی از بار مرده ساختمان را پیش بینی کرده اند که به کل سازه به عنوان مولفه قائم زلزله اعمال گردد. در حال حاضر آیین_نامه_۲۸۰۰ این بار قائم را فقط برای سازه های ساخته شده در پهنه با خطر لرزه ای خیلی زیاد اجباری کرده است. در بقیه موارد بار قائم زلزله فقط به طره ها ، تیرهای با دهانه بیشتر از ۱۵ متر و تیرهای با بار متمرکز قابل توجه اعمال میگردد

حداکثر زلزله ثبت شده

حداکثر زلزله ثبت شده، زلزله‌ای با قدرت Mw=9.5 در شیلی است. این زلزله در 22 مِی سال 1960 در جنوب شیلی روی داد. از ویژگی‌های این زلزله آن بود که تکان‌های اصلی آن متعدد و در ظرف چند روز اتفاق افتاد. این سری زلزله‌‌ها با تکانی به بزرگی 7.5 ریشتر در 21 ماه مه شروع شد و متعاقب آن چند تکان بزرگ اتفاق افتاد. از جمله حوادث قابل مشاهده در این زلزله رانش خاک و سونامی بود. عداد تلفات جانی بین 490 تا 5700 نفر تخمین زده شده است. همچنین در این رویداد 58622 خانه خراب و براساس برآوردهای دولت شیلی حدود 2000000 نفر بی‌خانمان شدند. میزان خسارات مالی در حدود 500 میلیون دلار برآورد شد.
بطور تئوری محدودیتی برای حداکثر بزرگای زلزله وجود ندارد. اما در واقعیت گسل‌ها تا حدی توان ذخیره انرژی را داشته و اگر مقدار انرژی ذخیره شده در آنها از حدی فراتر رود، گسلش رخ داده و زلزله‌ای ایجاد می‌شود. میزان توان ذخیره انرژی در یک گسل، به طول و ابعاد و مشخصات مصالح بستگی دارد. بنظر حداکثر بزرگای زلزله قابل ایجاد بر روی زمین، با بزرگی زیر 10 است.

گزارش زلزله 5.2 ریشتری تهران 29-9-96

---

گزارش زمین‌لرزه

بزرگی: 5.2
محل وقوع: مرز استانهای تهران و البرز - حوالی ملارد(تهران)
تاریخ و زمان وقوع به وقت محلی: 1396/09/29 23:27:37
طول جغرافیایی: 50.96
عرض جغرافیایی: 35.69
عمق زمین‌لرزه: 7 کیلومتر

نزدیک‌ترین شهرها:
3 کیلومتری ملارد (تهران)
7 کیلومتری مشکین دشت (البرز)
9 کیلومتری شهریار (تهران)

نزدیکترین مراکز استان:
16 کیلومتری کرج
39 کیلومتری تهران

M5.2 earthquake
IIEES
AutoLoc:NewEvent
Date=2017-12-20
Time (GMT) = 19:57:38.2
Region: westTEHRAN
Lon=50.88
Lat=35.70
m=5.2

---

زلزله با بزرگای 5.2، 23:27 چهارشنبه 29-9-96 روی گسل ماهدشت-جنوب کرج که در غرب قطعه گسل شمال تهران قراردارد.

کانون زلزله 29-9-96 در ملارد گسل_ماهدشت_جنوب_کرج در غرب تهران مزکز_زلزله_شناسی_اروپا_مدیترانه

پهنه زلزله 29-9-96 در ملارد گسل_ماهدشت_جنوب_کرج در غرب سامانه گسل_شمال_تهران مهدی_زارع/ سامانه گسله شمال تهران با طول تقریبی 100 کیلومتر، گسلی فعال است که متوسط دوره بازگشت زلزله‌های روی این گسل حدود سه هزار و پانصد سال است. ممکن است زلزله‌ 1177 میلادی (شرق بوئین زهرا- اشتهارد) ناشی از فعالیت این سامانه گسلی بوده باشد. زمین‌لرزه باستانی در حدود سه هزار و دویست سال قبل در اثر جنیایی این گسل رخ داده است. گسل شمال تهران توان ایجاد زمین‌لرزه‌های با بزرگای بیش از 7 تا 7.5 را دارد. بر اساس شواهد از وقوع زمین‌لغزش‌های بزرگ روی این گسله می‌توان رخداد توان لرزه‌زایی- با بزرگای 7.5 تا 7.8 را نیز برای گسل شال تهران لحاظ نمود.

پهنه رومرکز مهلرزه‌ای زلزله دهم شهریور 1341 بوئین‌زهرا در راستای پهنه گسله ایپک واقع شده است . قطعه‌ای از گسل زمین‌لرزه‌ای ایپک که در زمین‌لرزه 10/6/1341 (و احتمالاً در سال 556 خورشیدی) فعال شده است در حد فاصل بین این تلاقی‌های ساختاری در خاور اشتهارد تا جنوب بوئین زهرا و شمال آبگرم واقع است. قطعات گسله زمین‌لرزه‌ای ایپک در راستای مرز بین کوه و دشت در جنوب دشت قزوین و در جنوب بوئین زهرا و در ادامه روند گسل جنوب اشتهارد (به سوی باختر) و به موازات گسل قدیمی ایپک در مرز پستی و بلندی یاد شده مشاهده گردید.

زلزله های تاریخی در پهنه  زلزله 29-9-96 در ملارد 

قطعه گسل‌های زمین‌لرزه‌ای در زمان زمین‌لرزه با گسیختگی‌های سطحی و تغییرمکان‌های قائم (بخش جنوبی بالا آمده بود) و راستالغز چپگرد به صورت ناپیوسته مشهود بوده است. در جنوب توفک و شمال باختر رودک در حال حاضر مرزهای پستی و بلندی (حدفاصل پادگانه آبرفتی و بخش مسطح مخروط افکنه‌های پای دامنه) قابل مشاهده است. پهنه رومرکزی زلزله 1341 بوئین زهرا محل رخداد زلزله های مخرب تاریخی، به‌ویژه در راستای گسل ایپک بوده است. زلزله 1341 بوئین‌زهرا با پس‌لرزه‌های مهمی (نظیر پس‌لرزه 13/7/1341 با بزرگای 5.5=mb) همراه بود. پهنه رومرکزی زلزله‌های مهم تاریخی (به‌ویژه زلزله 556) دقیقاً در ادامه روند لرزه‌ای بوئین‌زهرا (به سوی خاور ناحیه زلزله زده در سال 1341)، واقع بوده است. علاوه بر آن با مقایسه روند خاوری- باختری لرزه‌ای می‌توان به لرزه خیزتر بودن روند خاوری- باختری در این ناحیه (نسبت به راستاهای شمال خاور- جنوب باختر و شمال باختر- جنوب-خاور) پی برد.

منبع: دکتر زارع - رئیس پژوهشگاه زلزله

زلزله ها ایران 21-8-96 تا 22-9-96

زلزله ها ایران 21-8-96 تا 22-9-96

زلزله ی 7.3 ریشتر کرمانشاه و پس لرزه ی 6 ریشتری آن
زلزله 6.2 ریشتری کرمان و 2 پس لرزه ی 6 ریشتری دیگر

همگی مانند یک دومینو ، در یک ماه اخیر رخ داده اند.

آمادگی در برابر زلزله در منزل

آمادگی برای زلزله

قبل از زلزله چه کار کنیم؟

 آمادگی فردی :
باید به کارهایی که به هنگام زلزله انجام خواهید داد کاملا فکر کنید. ممکن است در منزل و یا در سالن اجتماعات، در حال تماشای تئاتر، در استادیوم، با دوستانتان، در حال زانندگی و یا مشغول انجام سایر کارهای روزمره باشید. برنامه ریزی و آمادگی باعث میشود که شما بهنگام زلزله فردی خونسرد و آرام ولی موثر باشید. باید نزدیکترین مراکز امداد و نجات مانند کلنیکها، آتشنشانی و مراکز پلیس را بشناسید.
یک کیف شامل ضروریترین وسایل را آماده کرده و در یک مکان امن و قابل دسترس قرار دهید تا بعد از زلزله مورد استفاده قرار دهید. مهمترین نیازها بعد از زلزله عبارتند از: تغذیه، بهداشت، عملیات نجات و کمک به دیگران که برای این عملیات نیاز به ادواتی داریم که جمع آوری آنها بعد از زلزله ممکن است غیر ممکن باشد. پس بهتر است آنها را قبل از وقوع زلزله آماده کنیم و در یک کیسه و در یک مکان امن قرار دهید.