تخمین حرکت گهواره ای جنبش شدید زمین و اثر آن بر پاسخ سازه ای

به منظور طراحی لرزه ای سازه ها، تقریباً در تمامی آئین نامه ها، فقط مولفه های افقی جنبش شدید زمین در نظر گرفته می شود و در برخی حالت ها نیز مولفه قائم مد نظر قرار می گیرد اما در اکثر موارد اثرات مربوط به مولفه های دورانی زلزله نادیده گرفته می شود چرا که اولاً تجهیزات اندازه گیری حساس تا سالیان اخیر موجود نبودند و ثانیاً تاثیرات جنبش دورانی برای سازه های ساخته بشر ناچیز انگاشته می شد. با توجه به اینکه برخی خرابی ها و خسارت های لرزه ای به این مولفه زلزله نسبت داده شده است، در دهه اخیر اثرات مولفه دورانی که شامل دو مولفه گهواره ای و یک مولفه پیچشی است مورد توجه قرار گرفته است. در این پایان نامه تخمین مولفه گهواره ای و بررسی اثر آن بر پاسخ سازه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور برآورد مولفه گهواره ای از روش ژئودتیک استفاده شده است در این روش با استفاده از اصول الاستیسیته و از روی مولفه های انتقالی، مولفه گهواره ای تخمین زده می شود. رکورد های مورد استفاده مربوط به 9 زمین لرزه منتخب ثبت شده در شبکه شتابنگاری متراکم چیبا می باشد. برای بررسی اثر این مولفه در بخش اول، سیستم هایی با یک درجه آزادی و با ارتفاع های 9، 30، 60 و 100 متری و شکل پذیری های 1، 3 و 6 در نظر گرفته شده و پاسخ های این سیستم (تغییر مکان، سرعت و شتاب) با در نظر گرفتن همزمان مولفه افقی و گهواره ای بدست آمده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که با بالا رفتن ارتفاع و شکل پذیری اثرات مولفه گهواره ای زلزله افزایش یافته و پاسخ سیستم بیشتر می شود به طوری که به عنوان مثال در سیستمی با ارتفاع 100 متری و شکل پذیری 6 پاسخ های متوسط تغییر مکان، سرعت و شتاب به ترتیب 20، 35 و 25 درصد افزایش پیدا کرده است. در بخش دوم مطالعه نیز، اثرات اندرکنش بر تغییر مکان الاستیک سیستمی با یک درجه آزادی و با ارتفاع 60 متری که در معرض توامان مولفه های افقی و گهواره ای قرار دارد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که به جای مدل کردن سیستم خاک – سازه می توان از پریود و استهلاک موثر استفاده کرد اما در حالت کلی با در نظر گرفتن مولفه گهواره ای اثرات اندرکنش نسبت به سیستمی با مولفه افقی تنها بیشترمی شود مخصوصاً در پریودهای بالاتر. در حالت کلی توصیه می شود که اثرات مولفه گهواره ای برای سازه های sdof بلندتر از 40 متر در نظر گرفته شود.