برآورد مولفه پیچشی زمین با روش چند ایستگاهی و مقایسه با روشهای مختلف و تاثیر آن بر سازه ها

مولفه های دورانی جنبش شدید زمین به دو دلیل عمده، عدم وجود دستگاههای ثبت این مولفه ها و همچنین فرض ناچیز بودن اثر آنها بر سازه تا مدتهای زیادی بدون اهمیت تلقی میشدند. اما مطالعات سالیان اخیر نشان داده اند که مولفه های دورانی زمین از دو دیدگاه مهندسی سازه و لرزه شناسی دارای اهمیت فراوانی هستند. استفاده از داده های شبکه های شتابنگاری متراکم یکی از روشهای موثر در تولید مولفه پیچشی میباشد. به منظور برآورد مولفه پیچشی از مولفه های انتقالی ثبت شده، سه روش مشتق زمانی، تفاضل محدود و ژئودتیک استفاده میگردد. شبکه شتابنگاری متراکم چیبا یکی از منحصر بفردترین شبکه های شتابنگاری میباشد که امکان برآورد مولفه های واقعی پیچشی زمین و در نتیجه بررسی تاثیر آنها روی پاسخ سازه ها را میسر میسازد. در این شبکه شتابنگاری، دستگاههای شتابنگاری در فواصل بسیار نزدیک، 5 متر تا حدود 300 متر کار گذاشته شده اند. در این تحقیق با استفاده از داده های شبکه شتابنگاری چیبا مولفه های پیچشی زمین از روشهای مختلف برآورد و مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. مقایسه نتایج این روشها نشان میدهد که مقادیر ماکزیمم مولفه پیچشی بدست آمده از روش مشتق زمانی در تمام ایستگاهها از مقادیر حاصله از روش تفاضل محدود در فواصل جدایی بیشتر از حدود 20 متر، بزرگتر میباشند. همچنین مقادیر محاسبه شده از روش ژئودتیک کمتر از نتایج برآورد شده از روش مشتق زمانی میباشند. اثرات بیشینه شتاب انتقالی و بزرگای زمینلرزه ها بر مولفه پیچشی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. سپس به منظور بررسی تاثیر مولفه پیچشی بر پاسخ سازه، جنبشهای انتقالی و پیچشی به انواع مدلهای ساختمان با مشخصات سازه ای متفاوت اعمال شدند. نتایج تحلیلها نشان میدهند که جابجایی ساختمانهای متقارن و نامتقارن ناشی از تحریک پیچشی زمین برای سازه هایی با پریودهای کوتاه (کمتر از 3/0 ثانیه) و نسبتهای فرکانسی کوچک تا 4 برابر افزایش می یابد. افزایش جابجایی ها بواسطه مولفه پیچشی تنها در پریودهای کوتاه (سازه های صلب) به نسبت فرکانس و خروج از مرکزیت استاتیکی حساسیت نشان میدهد. مقایسه نتایج این تحقیق با نتایج مطالعات دلالیرا و چوپرا (1994) نشان میدهد که در پریودهای کوتاه، جابجایی نرمال شده در این تحقیق، مقادیر بزرگتری را نشان میدهد. همچنین مقایسه نتایج حاصله از روش ژئودتیک و روش تفاضل محدود بیانگر آن است که استفاده از روشهای مختلف جهت برآورد مولفه پیچشی اختلاف قابل توجهی در تاثیر مولفه پیچشی بر پاسخ سازه ها برای پریودهای کوتاه دارد.