ارزیابی محتوای فرکانسی زمین لرزه ها و تاثیر آن بر پاسخ غیرخطی سازه ها

محتوای فرکانسی به همراه پارامتر هایی چون دامنه و مدت تداوم، از مهمترین مشخصه های یک رکورد زلزله محسوب می شوند که می توانند در تخمین خسارت وارد بر سازه ها مورد استفاده قرار گیرند.این مطالعه به بررسی محتوای فرکانسی رکوردهای زلزله و تاثیر آن بر پاسخ غیرخطی سازه ها پرداخته است. جهت ارزیابی محتوای فرکانسی، ابزارهای گوناگون از جمله تبدیل فوریه، تبدیل فوریه زمان کوتاه، تبدیل موجک و تبدیل هیلبرت-هوانگ مورد بررسی قرار گرفتند. پس از بررسی تبدیل های فوق و تحلیل نقاط قوت و ضعف هر یک، برای استخراج بهتر اطلاعات فرکانسی رکوردهای زلزله، روش پیشنهادی تحت عنوان تبدیل موجک-هیلبرت (wht) ارائه گردیده است. این روش که ترکیبی از تبدیل موجک و تبدیل هیلبرت می باشد قادر است محتویات فرکانسی رکوردهای زلزله را با دقت بالایی استخراج کند. بدین منظور هفتاد رکورد زمین لرزه از دو زلزله northridge 1994 وimperial valley 1979، با استفاده از روش تبدیل موجک-هیلبرت (wht) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و بر اساس توزیع انرژی در فرکانس های متفاوت به چهار گروه، رکوردهای با محدوده فرکانسی عریض، رکوردهای با محدوده فرکانسی باریک و متمرکز در پریودهای پایین، رکوردهای با محدوده فرکانسی باریک و متمرکز در پریودهای متوسط و رکوردهای با محدوده فرکانسی باریک و متمرکز در پریودهای بالا، تقسیم شده اند. همچنین جهت ارزیابی تاثیر محتوای فرکانسی زمین لرزه بر پاسخ سازه ها، شش قاب بتون آرمه مسلح، تحت رکوردهای گروه بندی شده، مورد تحلیل تاریخچه زمانی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که پاسخ خطی و غیرخطی سازه ها به مقدار زیادی متاثر از محتوای فرکانسی می باشد و اصولا در هر رکورد زلزله یک یا دو مولفه تجزیه شده از رکورد با محدوده فرکانسی باریک، که پریود آن ها نزدیک پریود طبیعی سازه می باشد، در پاسخ سازه ها تاثیر گذار است. همچنین قابل بیان است که دسته بندی رکوردها بر اساس محتوای فرکانسی می تواند جهت انتخاب شتاب نگاشت مناسب برای تحلیل تاریخچه زمانی بسیار مفید باشد. نشان داده شده است که علاوه بر تمرکز انرژی در فرکانس، تمرکز انرژی در زمان نیز در پاسخ سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار است.