طیف میانگین شرطی زلزله برای منطقه ای در شهر تهران

هدف از طراحی مقاوم در برابر زلزله ساخت سازه هایی است که بتواند در مقابل یک زمین لرزه با اندازه ی مشخص بدون خسارت زیاد، مقاومت کند. پاسخ سازه ها در برابر زلزله هم به خصوصیات سازه و هم به بار ناشی از زمین لرزه مربوط می شود. اندازه ی لرزش زمین به وسیله ی زمین لرزه ی طراحی تعریف می شود. اختصاص پارامترهای زمین لرزه ی طرح یکی از مشکل ترین و مهم ترین مسائل مهندسی زلزله است و مدلسازی بار زلزله و ارتعاشات ناشی از آن مورد توجه جامعه ی مهندسی و پژوهشگران می باشد. طیف پاسخ و یا طیف طرح، پایه ی کلیه ی مدل سازی های بار زلزله در مهندسی زلزله است. از کاربردهای طیف طرح می توان به تحلیل دینامیکی طیفی و یا تعیین برش پایه ی طراحی در تحلیل استاتیکی اشاره کرد. اما یکی دیگر از کاربردهای طیف طرح، که مهمترین آنها می باشد، استفاده از طیف طرح جهت انتخاب و مقیاس زمین لرزه ها جهت تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی می باشد. بحث در مورد اینکه چه طیف هدفی برای این کار مورد استفاده قرار گیرد، یکی از موضوعات مهم در مهندسی زلزله است. از یک طرف لازم است اثرات ماکزیمم خطرات احتمالی ناشی از زلزله در نظر گرفته شود، ولی اینکار به دلیل محدودیت اقتصادی برای تمامی سازه ها امکان پذیر نخواهد بود. در بیشتر آیین نامه ها طیف خطر یکنواخت به عنوان طیف طرح هدف برای این منظور پیشنهاد شده است که شتاب های طیفی بالایی در تمامی تناوب ها را به دست می دهد. تحقیقات در سال های اخیر (2005-2011) نشان دهنده ی این است که طیف میانگین شرطی می تواند طیف هدف مناسب تری برای انتخاب زمین لرزه ها باشد. طیف میانگین شرطی، مقدار میانگین طیف پاسخ را در تمامی تناوب ها با شرط وقوع شتاب طیفی خاص در تناوب دلخواه به دست می دهد. در این پایان نامه سعی بر این است که طیف های میانگین شرطی برای منطقه ای در شهر تهران با طول و عرض جغرافیایی 4/51 و 683/35، به دست آید. برای این کار ابتدا طیف خطر یکنواخت و طیف میانگین تخمینی با استفاده از نتایج تحلیل خطر لرزه ای و تفکیک خطر لرزه ای برای منطقه محاسبه شده اند. ضرایب همبستگی مقادیر طیفی در تناوب-های مختلف برای زمین لرزه های اتفاق افتاده در ایران در سه دسته ی مختلف کل ایران، البرز-مرکز و زاگرس استخراج شده اند. سپس طیف های میانگین شرطی برای تناوب های سازه ای مختلف به دست آمده اند و نتایج حاصل باهم مقایسه شده اند. با مقایسه ی نتایج مشاهده می شود که طیف های میانگین شرطی به دست آمده از ضرایب همبستگی بیکر و جایارام (2008) در تمامی تناوب های سازه ای کمتر از طیف های میانگین به دست آمده با استفاده از ضرایب همبستگی استخراج شده در این تحقیق است. طیف های به دست آمده، به سه سازه ی کوتاه، متوسط و بلند با تناوب مد اول 5/0 ، 5/1 و 2 ثانیه اعمال شده است. مقایسه ی نتایج حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی برای جابجایی طبقه ی بام نشان می-دهد که تغییر طیف هدف از طیف خطر یکنواخت به طیف میانگین شرطی برای سازه با تناوب 2 ثانیه بیشترین تاثیر را داشته است.