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.

زلزله های حوزه نزدیک Near field

▪️ منظور از زلزله حوزه نزدیک ، زلزله های نزدیک به منبع لرزه ای ( Near field ) یا نزدیک گسل ( Near fault ) ( در فاصله ای در حدود کمتر از 20 کیلومتر میباشد. ( این عدد توسط برخی محققان مقادیر متفاوتی ارایه شده است)

▪️در زلزله حوزه نزدیک گسل ، مولفه شتاب عمود بر راستای گسل به مقدار قابل ملاحظه ای بیشتر از مولفه موازی راستای گسل است.

▪️مولقه قائم شتاب زلزله در حوزه نزدیک گسل معمولاً مقادیری بزرگ در مقایسه با حوزه دور میباشد. به بیان دیگر نسبت شتاب قائم به شتاب افقی در مقایسه با همین نسبت در زلزله های حوزه دور عدد بزرگی است. در صورتی که اثر مولفه قائم بر روی کارآیی ساختمان تاثیرگذار باشد این مولفه نیز باید تخمین زده شود. اما در عمده موارد مولفه عمود بر راستای گسل تعیین کننده میباشد.

▪️در زمین لرزه های حوزه نزدیک ، جابه جایی های ماندگاری ناشی از تغییر شکل ثابت حوزه زلزله دیده میشود.

▪️ذر صورتی که گسل دارای جهت پذیری پیشرونده باشد، در حوزه نزدیک گسل ، اثر زلزله به صورت پالس ( شوک یا ضربه) در امتداد عمود بر گسل و در یک مدت زمان کوتاه خواهد بود. این موضوع باعث آزاد شدن انرژی زلزله در یک فاصله زمانی کوتاه میشود و طول مدت زلزله در مقایسه با حوزه دور از گسل کوتاهتر خواهد بود. منظور از جهت پذیری پیش رونده در گسل اینست که شروع شکست گسل و جهت انتشار این شکست همجهت با حهت لغزش گسل و به سمت ساختگاه میباشد.

▪️در حوزه نزدیک اثر زلزله به صورت بارهای ضربه ای عمدتاً عمود بر راستای گسل میباشد که باعث خسارات زیاد به ساختمانها میشود و تغییر مکان جانبی زیادی در این راستا به سازه ها تحمیل میکند. در حوزه دور این خسارات معمولاً ناشی از ارتعاشات متعدد ساختمان در سیکلهای رفت و برگشت است.
▪️در زلزله های حوزه نزدیک معمولاً تمرکز تغییر شکلها در طبقات پایین ساختمان میباشد و وجود بارهای محوری زیاد و اثر پی دلتا باعث میشود که خسارات ناشی از بارهای ضربه ای در طبقات پایین ساختمان متمرکز شود.

▪️برای لحاظ کردن اثر زلزله های حوزه نزدیک در آیین نامه 2800 ویرایش چهارم ضریبی به نام N معرفی شده است که در محاسبه ضریب بازتاب (B) ساختمان اعمال میشود و باعث بیشتر شدن این ضریب برای سازه های با زمان تناوب متوسط و بزرگ میشود. این زمان تناوب، متعلق به سازه های با ارتفاع متوسط به بالا میباشد. به بیان دیگر اثر حوزه نزدیک در آیین نامه 2800 برای سازه های کوتاه مرتبه دیده نشده است

▪️اثرات زلزله حوزه نزدیک در زلزله بم مشاهده گردیده است و شهر تهران هم به دلیل ساخت بخشهایی از ساختمانها در مجاورت گسلهای محتمل میتواند تحت اثر این نوع زلزله باشد. در زلزله 21 آبان سرپل ذهاب هم این موضوع ، یکی از موارد مورد بحث میباشد.

زلزله ی کرمانشاه و چند سوال

چرا این زلزله کشته های کمتری نسبت به بم داشت؟

زلزله ی بم:6.8 ریشتر بود و زلزله ی سرپل ذهاب 7.3 ریشتر بود (هر دو زلزله تقریبا در عمق برابری روی دادند)

1-      پیش لرزه ی 4 ریشتری

2-      هنگام وقوع زلزله ساعت حدودا 10 بود

3-      خاک نرم نداشت و بستر سنگی بود

4-      تمرکز جمعیت نبود

5-      پیشرفت علم مهندسی عمران از سال 82 تا 96

چرا در ایران خیلی بیش از عراق تلافات داشتیم؟

تعداد کشته شدگان در ایران: حدود 500 نفر   |   تعداد کشته شدگان در عراق: حدود10 نفر)

1-      پراکنده بودن جمعیت در عراق

2-     جهت گسیختگی گسل به سمت ایران بوده است.

تصاویر زلزله ی 7.3 ریشتری کرمانشاه 21آبان96

ادامه ی تصاویر را در ادامه مطلب ببینید:

امواج زلزله P , S لاو و ریلی

بسته به فاصله تا منبع لرزه‌زا، ارتعاش به صورت ترکیبی از تمام امواج منتشر شده می‌باشد. امواج حجمی از لایه‌های درونی زمین عبور می‌کنند. امواج حجمی شامل دو دسته از امواج هستند. دسته نخست، امواج طولی یا امواج اولیه P هستند. به این موج، موج تراکمی نیز گفته می‌شود. دسته دوم امواج عرضی یا اموج ثانویه S می‌باشند . امواج P و S به دلیل اینکه در ابتدا و قبل از بقیه امواج دریافت می‌شوند، تحت عنوان جنبش اولیه نیز شناخته می‌شوند. امواج P باعث فشردگی یا کشیدگی حجم مواد می‌شوند. بنابراین محیط انتشار به صورت متناوب منبسط و منقبض می‌شود لیکن شکل اولیه خود را حفظ می‌کنند. شکل موج P مانند حرکت موج صوتی، با دامنه کوچک و دوره تناوب پایین است و می‌توانند در تمام محیط‌ها (مایع، جامد و گاز) منتشر شوند. پتانسیل خرابی موج P بسیار ناچیز است.

موج S دارای حرکتی سینوسی است و با حرکات بالا و پایین خود باعث تخریب می‌شود. حرکت موج برشی را می‌توان به دو مولفه افقی SH و قائم SV تجزیه نمود که هر یک از آنها می‌توانند عامل خرابی باشند. با برخورد امواج حجمی به سطح بیرونی پوسته زمین امواج سطحی ایجاد شده و به موازات سطح زمین حرکت می‌کنند. امواج سطحی شامل دو دسته امواج لاو و ریلی هستند. امواج لاو را با L یا LQ و امواج ریلی را با R یا LR نشان می‌دهند. امواج سطحی باعث ایجاد جابجایی‌های بزرگ می‌شوند و یکی دیگر از عوامل تخریب هستند. امواج سطحی در زلزله‌های سطحی دارای نمود بیشتری هستند در حالی که امواج حجمی تقریباً برای تمام اعماق با هم برابراند. در نواحی نزدیک گسل، مولفه قائم زلزله، عمدتا ناشی از مولفه برشی امواج درونی هستند.

@AlirezaeiChannel

مدت زمان تکان قوی زلزله

در مهندسی زلزله، برخی از خصوصیات جنبش زمین از اهمیت بیشتری برخوردار است که به صورت خلاصه در زیر آورده شده است:

• بیشینه جنبش زمین (بیشینه شتاب زمین، بیشینه سرعت زمین و بیشینه جابجایی زمین)
• مدت زمان تکان قوی
• محتوای فرکانسی

هر یک از پارامترهای فوق در پاسخ لرزه‌ای سازه تاثیر گذار می‌باشند. بیشینه جنبش زمین به دامنه حرکت زمین مربوط می‌شود که در نواحی مختلف دارای مقادیر متفاوتی می‌باشد و هر چه از مرکز زلزله دور شویم، از آن کاسته خواهد شد. همچنین مدت زمان تکان قوی تاثیر قابل توجهی بر میزان خسارات سازه‌ای خواهد داشت.

یک زلزله با بیشینه شتاب متوسط و مدت زمان طولانی، از یک زلزله با بیشینه شتاب زیاد، ولی با مدت زمان کوتاه‌تر می‌تواند خسارات بیشتری را ایجاد نماید. محتوای فرکانسی به میزان زیادی بر پاسخ سازه اثر می‌گذارد این اثر در هنگامی که محتوای فرکانسی جنبش زمین با فرکانس‌های طبیعی سازه به یکدیگر نزدیک باشند، بیشتر ظاهر می‌شود. در این حالت پدیده همگامی ایجاد می‌شود.

بررسی پارامتر های مختلف بر طیف پاسخ زلزله

عوامل مختلفی بر روی طیف های زلزله موثر می باشد و هدف ما، بررسی نحوه ی تاثیر این عوامل بر روی طیف های زلزله می باشد.

مهمترین این موارد به شرح زیر می باشد:

1- نوع خاک منطقه

2- بزرگی زلزله (ریشتر)

3- مکانیزم نوع گسل

4- فاصله

5- مدت زمان

در این پروژه تاثیر چهار عامل اول را بر روی طیف های پاسخ بررسی میکنیم

دریافت فایل

عنوان: بررسی پارامتر های مختلف بر طیف پاسخ زلزله
حجم: 1.16 مگابایت
توضیحات: بررسی پارامتر های مختلف بر طیف پاسخ زلزله

زلزله ارسباران

روزنامه شهروند ۲۱ مرداد ۱۳۹۵ – در گفتگو با دکتر مهدی زارع / به مناسبت زلزله ارسباران

 

مقایسه ژاپن و ترکیه در مواجهه با زلزله

لرزش از «توهوکو» تا «وان»

مینو میرزایی روزنامه نگار

حوادث طبیعی، بخواهیم یا نه، به وقوع می‌پیوندند. آنچه اهمیت دارد، تأمل در چگونگی مواجهه مردم و سازمان‌های مهم کشورها جهت غلبه بر پیامدهای نامطلوب این قبیل اتفاقات است. گفت‌وگو با دکتر مهدی زارع، استاد پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله و عضو وابسته فرهنگستان علوم که خود، عضو داوطلب جمعیت هلال‌احمر ایران است، نکات جالبی از اقدامات موثر و حضور به‌موقع در دو کشور زلزله‌خیز را دربردارد.

به‌نظر شما نحوه عملکرد سامانه‌های جست‌وجو و امدادونجات در دو جمعیت صلیب‌سرخ و هلال‌احمر چقدر مشابهت دارد یا تا چه حد متفاوت است؟
برای پاسخ به سوال شما به تشریح دو مورد زمین‌لرزه٢٠ اسفند ١٣٨٩ در توهوکو- سندای ژاپن و اول آبان‌ماه ١٣٩٠ در وان ترکیه می‌پردازم. زمین‌لرزه اول آبان‌ماه در وان یعنی شرقی‌ترین بخش ترکیه و در نزدیکی -حدود ١٥٠ کیلومتر- مرز ایران (استان آذربایجان‌غربی) با بزرگای ٧,٢ رخ داد و با بر جای گذاشتن ٦٤٤کشته، باعث ایجاد خسارت و خرابی ساختمان‌ها در شهرهای وان و ارجیش در استان وان ترکیه شد. بیش از ١٢٧٥ نجاتگر و بهیار از ٤٥ استان و ٣٧ موسسه مختلف به وان فرستاده شدند. کمیته ٢٠نفری «مرکز نمایندگی مدیریت اضطرار و فاجعه» (AFAD ) بلافاصله به منطقه رسید و ٢٠٠ تکنیسین از استان‌های مختلف به کمک حادثه‌دیدگان شتافتند. این مرکز همچنین در هر یک از فرودگاه‌های آنکارای استانبول  و ازمیر برای سامان‌دهی گروه‌های امدادونجات، کمک‌های اولیه و پزشکی و خدمات یک هماهنگ‌کننده و مامور گماشت. هلال‌احمر ترکیه به‌عنوان کمکی برای خدمات عمومی، مسئول مداخله در فجایع در هماهنگی با واحد‌هایی چون نمایندگی مدیریت اضطرار و فاجعه، آتش‌نشانی‌ها و مراکز درمانی است. همه فعالیت‌ها در «مرکز نمایندگی مدیریت اضطرار و فاجعه» هماهنگ می‌شد و هلال‌احمر ترکیه به‌عنوان بخشی از ساختار پاسخ ملی به حادثه، از همان ابتدا در کارهای مراکز فرماندهی دخیل بود. اما صلیب‌سرخ ژاپن بعد از زلزله ١١مارس ٢٠١١ مجموعا ٣٨ تیم مشتمل بر ٣٣ تیم انجمن پزشکی و ٨ تیم از مجموع بیمارستان‌های ژاپن به مناطق آسیب‌دیده فرستاد. جامعه صلیب‌سرخ ژاپن که سریعا افراد و داوطلبان خود را اعزام کرده بود، ظرف مدت ٢٤ ساعت ٦٢تیم‌ملی خود را در پاسخ به فاجعه مستقر کرد.

درس‌آموخته‌های زلزله اهر- ورزقان

درس‌آموخته‌های زلزله اهر- ورزقان در گفت‌وگو با رئیس سازمان مدیریت بحران تهران- روزنامه شهروند

درس‌آموخته‌های زلزله اهر- ورزقان در گفت‌وگو با رئیس سازمان مدیریت بحران

یک هفته زندگی در دل فاجعه
الهام علمشاهی روزنامه نگار

استان آذربایجان‌شرقی از استان‌های مهم و پرجمعیت ایران است که در گوشه شمال‌غرب کشور واقع شده است. مساحت این استان ٤٥هزارو٤٩١ کیلومتر مربع است که حدود ٢,٨درصد از مساحت کل کشور را شامل می‌شود. این استان از نظر موقعیت طبیعی در محل به هم‌خوردگی دو رشته کوه البرز و زاگرس یا به عبارتی در «زون» البرز و آذربایجان و در گوشه شمال‌غرب فلات ایران واقع شده است. به‌طور کلی، استان آذربایجان‌شرقی یک منطقه کوهستانی محسوب می‌شود که حدود ٤٠درصد از سطح آن را کوهستان فرا گرفته است. منطقه شمال‌غرب در ایالت لرزه زمین ساختی البرز- آذربایجان قرار دارد. ایالت لرزه زمین ساختی البرز آذربایجان ایالت پهنه‌ای لرزه‌خیزی است که بخش‌های شمال و شمال‌غرب ایران را در برمی‌گیرد. مطالعه تاریخچه لرزه‌خیزی البرز- آذربایجان نشان می‌دهد که زمین‌لرزه‌های ویرانگر، شهرها و روستاهای زیادی در این گستره از کشور را ویران کرده است. از مهم‌ترین گسل‌های گستره البرز- آذربایجان که در منابع گوناگون به آنها اشاره شده است، می‌توان به گسل‌های تبریز، ارومیه، آستارا و سلطانیه اشاره کرد که از نامگذاری آنها نیز می‌توان به نزدیکی آنها به مراکز اصلی جمعیتی در این منطقه پی برد. مطالعه زمین‌لرزه‌های تاریخی حاکی از وقوع ٣٤ زمین‌لرزه تاریخی درمنطقه تبریز است. مهم‌ترین زمین‌لرزه درناحیه اهر- ورزقان، رخداد زمین‌لرزه ١٧٨٠ میلادی تبریز است. درپهنه رومرکزی زلزله‌های دوگانه ورزقان در مدت زمان حدود ١٣٠٠سال گذشته که تاریخچه مستند از آن در دسترس است، هیچ زمین‌لرزه شدید دیگری گزارش نشده است. زمین‌لرزه‌های ٢١ مردادماه ١٣٩١ ناحیه اهر- ورزقان در استان آذربایجان‌شرقی به صورت دو زمین‌لرزه بزرگ با فاصله زمانی کمتر از ٩دقیقه به وقوع پیوستند. اولی در ساعت ١٦:٥٣ با بزرگای گشتاوری ٦.٤ در فاصله ٢٣کیلومتری غرب اهر و دومی در ساعت ١٧:٠٤ با بزرگای گشتاوری ٦.٣ در ٣٠کیلومتری اهر و درحدود ٥٠کیلومتری شمال‌شرق تبریز روی داد. شدت این زمین‌لرزه‌ها درمحدوده رومرکز زمین‌لرزه حدود ٨ در مقیاس مرکالی اصلاح شده برآورد شده است. این زمین‌لرزه‌ها با ژرفای کانونی