عنوان : اصول و روش های تحلیل لرزه ای سازه ها

رضا خواجوی (نویسنده اصلی),
نوع اثر: ترجمه
شماره چاپ: اول
تاریخ انتشار: اسفند ۱۳۹۱
ناشر: دانشگاه امام رضا (ع)
چکیده:

این کتاب در نه فصل نگاشته شده است. فصل نخست، زمینلرزه شناسی، به بنیان‌های دانش زمینلرزه شناسی می پردازد که هر مهندس سازه ناگزیر از آشنایی با آنهاست. در این فصل، موضوع هایی چون زمین و ساختار درونی آن، زمین ساخت صفحه ای، عوامل پدید آورنده زمینلرزه ها، امواج لرزه ای، شناسه ها و سنجه های زمینلرزه، سنجش و اندازه گیری زمینلرزه، تأثیر ویژگی های خاک بر امواج زمینلرزه، و تحلیل خطر لرزه ای بررسی می-شوند. در تحلیل خطر لرزه ای، به هر دو رویکرد قطعی و احتمالاتی، و نیز خطرپذیری (ریسک) لرزه ای ساختگاه پرداخته خواهد شد. همچنین، مفهوم ریزپهنه بندی بر پایه تحلیل خطر در این فصل گنجانده شده است. فصل دوم، ورودی های لرزه ای سازه ها، می کوشد تا همه گونه های گسترده ورودی‌های لرزه ای را که در تحلیل های گوناگون لرزه ای به کار می آیند، بررسی کند. نگاشت های تاریخچه زمانی و محتواهای بسامدی آنها، تابع چگالی طیفی توان (PSDF)، طیف های گوناگون زمینلرزه، طیف پاسخ طرح، طیف پاسخ احتمالاتی، طیف ویژه ساختگاه، و طیف-های خطر یکنواخت، ورودی های لرزه ای هستند که در این فصل به آنها پرداخته می شود. همچنین، چگونگی ساخت تاریخچه های زمانیِ جنبش زمین از طیف پاسخ و PSDF جنبش زمین، کوتاه بررسی خواهد شد. در پایان، رابطه های پیش‌بینی شناسه های گوناگون لرزه ای چون بیشینه شتاب زمین (PGA)، طیف های پاسخ، PSDFها، تابع های تعدیل، و تابع های همدوسی شناسایی می شوند. فصل سوم، تحلیل پاسخ سازه به نگاشت های جنبش زمین، به روش های گوناگون تحلیل سامانه های یک و چند درجه آزادی در برابر تاریخچه های زمانی جنبش زمین خواهد پرداخت. در این فصل، تحلیل حوزه زمان، تحلیل حوزه بسامد بر پایه تبدیل فوریه سریع (FFT)، و تحلیل های مودال در حوزه زمان و بسامد برای هر دو گونه تحریک یک و چند نقطه ای بررسی خواهند شد. روش های تحلیل برای هر دو معادله دیفرانسیلی مرتبه دو و فضای حالت پیاده سازی می شوند. همچنین، خوانندگان با روش شتاب مد آشنا خواهند شد. در پایان این فصل، گام های پیاده سازی یک نرم افزار جامع بر پایه MATLAB خواهد آمد، که می تواند پاسخ سامانه های یک و چند درجه آزادی را در برابر تاریخچه زمانی دلخواه جنبش زمین، با به کارگیری همه روش های تحلیلی شناخته شده در این فصل، پیدا کند. افزون بر این، چگونگی به کارگیری ابزار SIMULINK نرم-افزار MATLAB برای حل چنین مسأله هایی نشان داده خواهد شد. در فصل چهارم، تحلیل طیفی حوزه بسامد، با انگاشت جنبش زمین بسان یک فرآیند تصادفی مانا، مفهوم تحلیل طیفی شناخته می شود. بازخوانی این فصل نیاز به آگاهی چندان گسترده ای از نگره ارتعاش های تصادفی ندارد. در این فصل، بنیان های تحلیل طیفی حوزه بسامد بر پایه FFT شناخته می شوند، و آن گاه خوانندگان با مفاهیمی چون خودهمبستگی، همبستگی دوبه دو، تابع های چگالی طیفی توان، و ... که بدانها نیاز خواهد بود، آشنا خواهند شد. رابطه بنیادی میان ورودی چند نقطه ای و PSDFهای خروجی سازه با یک رابطه ماتریسی نمایش داده می شود. تحلیل های طیفی مستقیم و مودال برای تحریک های یک و چند نقطه ای، و نیز روشی برای بازیابی پاسخ بیشینه میانگین از تحلیل طیفی بررسی خواهند شد. فصل پنجم، روش تحلیل طیف پاسخ، به بررسی روش تحلیل طیف پاسخ برای سامانه های چند درجه آزادی در برابر تحریک های یک و چند نقطه ای می پردازد. پس از آشنایی کوتاه با مفهوم بار معادل جانبی، خوانندگان با چگونگی پیاده سازی روش آشنا می گردند. همچنین، چگونگی انگاشتن همبستگی مکانی در تحریک چندنقطه ای شناخته خواهد شد. افزون بر این ها، در این فصل، قانون های ترکیب مودال، روش تحلیل طیف پاسخ برای سامانه های میرای غیرکلاسیک و سامانه های الحاقی (به سازه اصلی)، روش برش پایه، و بندهای چند آیین‌نامه درباره برش پایه و روش تحلیل طیف پاسخ بررسی می شوند. فصل ششم، پاسخ لرزه ای ناکشسان سازه ها، به روش های تحلیل پاسخ ناکشسان سازه ها و جنبه های اساسی رفتار ناکشسان اعضای سازه ای در برابر نیروهای زلزله خواهد پرداخت. در این فصل، رفتار پسماند چرخه ای مواد، روش تحلیل برافزایشی سامانه های یک و چند درجه آزادی با انگاشت رفتارهای پسماند چرخه ای، تحلیل برافزایشی با اندرکنش دومحوره تسلیم، تحلیل بارافزون، نیاز شکل پذیری، طیف های پاسخ ناکشسان، و شکل پذیری ساختمان های چند طبقه بررسی خواهند شد. در بخش نخست فصل هفتم، اندرکنش لرزه ای خاک و سازه، خوانندگان با پدیده انتشار موج لرزه ای در خاک و تحلیل اجزای محدود مسأله انتشار موج آشنا می شوند. آن گاه، پدیده اندرکنش دینامیکی خاک و سازه با بررسی اندرکنش جنبشی، اندرکنش لختی، و روش های مستقیم و چندگامی برای مسأله های کراندار شناخته خواهد شد. در این فصل، به هر دو روش اجزای محدود و زیرسازه برای حل مسأله های اندرکنش خاک- سازه و اندرکنش خاک- شمع- سازه پرداخته می شود. همچنین، در فصل هفتم، تحلیل-های حوزه زمان و بسامد بر پایه روش های تحلیل مستقیم، زیرسازه، و مودال برای تحریک های یک و چند نقطه ای، تحلیل مسأله های اندرکنش خاک- شمع- سازه، و نیز تحلیل سازه های زیرزمینی بررسی خواهند شد. فصل هشتم، تحلیل قابلیت اعتماد لرزه ای سازه ها، به بررسی تحلیل قابلیت اعتماد لرزه ای سازه ها می‌پردازد. در این فصل، نخست مفهوم پایه ای تحلیل قابلیت اعتماد شناخته می شود، و به دنبال آن، روش هایی آشنا و پرکاربرد همچون روش مرتبه یک لنگر دوم (FOSM)، روش هاسوفر- لیند، روش مرتبه دو، و روشی بر پایه شبیه سازی برای حل مسأله های قابلیت اعتماد بررسی خواهند شد. سپس، عدم قطعیت های گنجانده در تحلیل قابلیت اعتماد لرزه ای سازه ها شناسایی می شوند، و چند روش تحلیل قابلیت اعتماد لرزه ای با نام گذر از آستانه، نخستین گذر، ارزیابی خطرپذیری بر پایه ماتریس احتمال آسیب، و روش تقریبی ارزیابی احتمالاتی خطرپذیری سازه ها بررسی خواهند شد. فصل پایانی، کنترل لرزه ای سازه ها، به دانش کنترل غیرفعال، فعال، و نیمه فعال سازه-ها در برابر نیروهای زلزله می پردازد. فهرست آن چه در این فصل بررسی خواهد شد، چنین است: طراحی جداسازهای لرزه‌ای و تحلیل سازه های جداسازی شده (هر دو گونه تحلیل طیف پاسخ و تاریخچه زمانی غیرخطی)، روش های گوناگون تحلیل قاب‌های ساختمانی دارای میراگرهای کشسان لزج و میراگرهای جرمی تنظیم شده، کنترل فعال سازه ها با برآوردگر و بی برآوردگر بر پایه روش جایابی قطب، کنترل بهینه درجه دو خطی، و کنترل بهینه آنی. در پایان، خوانندگان با کنترل نیمه فعال سازه ها با به کارگیری میراگرهای نیمه فعال هیدرولیکی آشنا خواهند شد.

کلمات کلیدی:
تحلیل لرزه ای، سازه, تحلیل لرزه ای, سازه