مطالعه ابزارهاي جداكننده ساختمان از زمين

باگسترش روش جداسازى ساختمان از زمين براى محافظت آن در مقابل حركات ناشى از زمين لرزه در سالهاى اخير سيستمهاى گوناگونى طراحى و ساخته شده است . در اين گزارش انواع سيستمهاى موجود بطور خلاصه مورد بررسى قرار مىگيرد. براى كسب اطلاعات بيشتر و نيز آشناى با اصول كار اين سيستمها خوانندگان مىتوانند به منبع اين مقاله مراجعه كنند .

1- عناصر سيستم جداساز

هر شيوه جداسازى ساختمان بايد بتواند اهداف زير را تأمين كند:

توانايى در ايجاد انعطاف پذيرى مناسب براى سازه

كاهش تغيير مكان كف به منظور افت خرابيهاى سازه اى و غيرسازه اى

كاهش فركانس ارتعاشي سازه

كاهش نيروهاى طراحى زلزله

به اين منظور سه عنصر اساسى زير در سيستم مورد نظر قرار مىگيرد:

1-يك تكيه گاه انعطاف پذير براى افزايش زمان تناوب سازه و در نتيجه كاهش نيروها

2-يك مستهلك كننده يا جاذب انژرى براى كنترل تغيير مكان نسبى سازه و زمين در حد طراحى عملى

3-يك سيستم ايجاد كننده صلبيت در برابر بارهاى كم اثر نظير باد يا زلزله هاى كوچك

2-سيستمهاى جداسازى

يكى از سيستمهاى ساده و معمول جداكننده تكيه گاههاى لاستيكى است .كاربرد لاستيك براى مهار ارتعاش عمودى بسيار زودتر ازكاربرد آن به صورت جداكننده نيروهاى افقى انجام يافت . امروزه با مسلح كردن لاستيك به ورقه هاى فولادى سختى قايم آن را افزايش مىدهند در حاليكه انعطاف پذيرى آن در امتداد افقى حفظ مىشود. نمونه اى از اين سيستم در شكل 1 نشان داده شده است . مدل رياضى اين سيستم با عملكرد موازى فنر و ميراكننده قابل بيان است .

استفاده از لاستيك براى ساختمانهاى سخت نظير ساختمانهاى اجرى يا بتن غير مسلح كه حداكثر 7 طبقه باشند , بخاطر نداشتن فشار برخاستى (Uplift) مناسب است . گاهي اين سيستم را با يك سيلندر سربي مركزي همراه مىكنند. هسته سربي افزايش قابل توجهى در استهلاك ايجاد مىكند , بطوريكه استهلاك بحرانى لاستيك از حدود 3 درصد به 10 تا 12 درصد مىرسد . ضمن اينكه مقاومت در برابر نيروهاىكوچك , نظير باد افزايش مىيابد .

امروزه لاستيكهاى اين جداسازها , از لاستيك طبيعىكاملاً متراكم با خواص مكانيكى مطلوب , جهت چنين سيستمى ساخته مىشود . براي كرنشهاىكم سختى برشى اين لاستيكها زياد است , اما با نسبتى در حدود 4 به 5 با افزايش كرنش كاهش مىيابد, تا اينكه دركرنش برشى 50 درصد به حداقل خود برسد. براىكرنشهاى بزرگتر از 100 درصد سختى مجددا شروع به افزايش مىكند. پس در بارهاىكوچك ناشى از باد يا زلزله خفيف , سيستم داراى سختى بالا و زمان تناوب كوتاه است ولى با افزايش شدت بار , سختي افت مىكند. براى بارهاى خيلى زياد نظير زلزله نيز طراحى سازه به گونه اى است كه افزايش مجدد سختى , در جهت افزايش ايمنى در برابر شكست , عمل مىكند. تغيير ميراى سيستم نيز به همين شيوه اما با تغييرات كمتر مىباشد , بطوريكه از يك مقدار اوليه در حدود 20 درصد تا حداقل 10 درصد كاهش مىيابد و سپس مجددا زياد مىشود. در طراحى سيستم , مقدار سختى و ميراى حداقل فرض مىشود و طيف خطى در نظر گرفته مىشود. سختى بالاى اوليه فقط براى بارهاى طراحى باد , و سختى دركرنش زياد , فقط براي ايمنى در برابر شكست مورد نظرند .

عوامل گوناگون ديگرى از جمله خزش كم و حفظ خواص در درجه حرارتهاى پايين نيز در طرح اين لاستيكها مورد نظر است . خزش زياد منجر به تنش وكرنش موضعى بالا در لاستيك مىشود و در يك وضعيت بحراني مىتواند موجب انحراف ساختمان گردد. از طرف ديگر در حرارتها و فركانسهاى بالاتر از معمول , حساسيت خواص به حرارت و سرعت بار باعث تغيير سختى و استهلاك مىشود. يك فرم ساده ديگر از سيستمهاى جداكننده سيستم اصطكاكى است . اين سيستم در حالت ساده با يك عنصر اصطكاكى مدل مىشود (شكل 2). با وجود كارهاى تحليل نظرى فراوانى كه بر روى اين سيستم انجام شده است , ازمايشهاى عملى براى ان بويژه در مقياش بزرگ و با استفاده از ميز لرزان بسيار كم انجام گرفته است . اين سيستم براى خانه سازى ارزان قيمت بسيار مناسب است زيرا نياز به تكنولوژي پيشرفته يا مهارت ويژه براى يك ساختمان معمولى ندارد. به همين دليل براى مثال در چين انتخاب شده است . ايجاد اين سيستم نياز به تأمين يك لايه جداساز در زير كف سازه دارد. اين لايه در چين با استفاده از ماسه تجربه شده است . ساختمانهاى آجرى يا بلوكهاى سيمانىكه نسبتاً سخت و سنگين است و مستعد خرابى در اثر زمين لرزه مىباشد مىتواند با حضور اين لايه لغزنده عملكرد خوبى داشته باشد .

استفاده از عنصر اصطكاك كه يك عامل خوب استهلاك انرژى است باعث شده است تا در سيستهاى لاستيكى نيز تحولى ايجاد شود يك شيوه تحول يافته جايگزين كردن لايه هاى لاستيك با لايه هاى با روكش تفلون است كه مىتواند در تماس اصطكاكى با هم قرار گيرد . در وسط نيز يك سيلندر مركزى لاستيكى قرار داده مىشود . بنابراين , مدل رياضى اين سيستم از تركيب موازى عناصر اصطكاكى , با فنر و ميراكننده بدست مىايد (شكل3)

مشابه اين سيستم توسط Electricite de France طراحى شده است . به اين ترتيب كه بدنه جداكننده از ورقه هاى نئوپرن مسلح شده با فولاد , ساخته مىشود و در يك ورقه الياژ سرب – برنز , قرار داده مىشود . اين صفحه با يك ورقه فولادىكه در سازه , تعبيه مىشود تماس اصطكاكى ايجاد مىكند . بنابراين سيستمهاى اصطكاكى و الاستيك بطور سرى با هم تركيب مىشوند. فلسفه طراحى چنين سيستمى اينست كه در زلزله هاى ضعيف انعطاف پذيرى جانبى ورقه هاى نئوپرن وارد عمل شود. اما در يك زلزله شديد عملكرد اصطكاكى ورقه بالاى جداكننده , با محدودكردن نيروى منتقل شده , سازه را حفظ نمايد. ( شكل 4 )

در نوع ديگر تكيه گاههاى الاستيك كه در نيوزلند بكار رفته است هسته سربي براى ميراكردن انرژى مطرح مىشود. اين سيستم از تكيه گاه لاستيكى لايه لايه با يك سيلندر مركزى تشكيل شده است و انعطاف پذيرى جانبى آن توسط لاستيك تأمين مىشود. در مدل رياضى چنين سيستمى يك عنصر هيسترتيك با فنر و ميراكننده بطور موازى عمل مىكند. (شكل 5)

يكى ديگر از سيستمهاى پشتيبانى شده اخير تركيب جديدى از عملكردهاى اصطكاكى و الاستيك است . در اين سيستم ورقه هاى باروكش تفلون جايگزين ورقه هاى نئوپرن سيستم Electricite de France مىگردد. به اين ترتيب مىتوان گفت كه يك عنصر اصطكاكى در تركيب سرى با عناصر سيستم لايه هاى روكش تفلون قرار مىگيرد. حضور دو عنصر اصطكاكى در اين سيستم غالباً عملكرد بهترى نسبت به سيستمهاى قبلى نشان داده است . (شكل 6)

سيستمهاى مشابه ديگرى نيز بر پايه مسيستهاى بالا طراحى شده است ولى اغلب انها رفتار جديدى ارائه نمي كند و با مدلهاى بيان شده قابل تعريف است . براى مثال به منظور جداكردن تجهيزات داخلى ساختمان از يك سيستم فنر مارپيچ و يك ميراكننده ويسكوز استفاده مىشود كه در واقع همان عملكرد تكيه گاه الاستيك را دارد. همچنين از انجا كه در سيستمهاى اصطكاكى , نيروى برگرداننده به حالت اوليه پس از يك زلزله , وجود ندارد سيستمهاى اصطكاكى اونگى طراحى شده است كه در انها با استفاده از يك نيمكره اين نيروى جانب مركز تأمين میشود.(شكل 7)

فريبرز محمدي تهراني سمينار كارشناسي ارشد

بررسی روشهای تحلیل و ضوابط آئین نامه ای برای ساختمانهای مجهز به سیستم جداکننده لرزه ای

امروز با گسترش استفاده از سیستمهای جداکننده لرزه ای در ابنیه و سایر سازه ها، آیین نامه های مختلف اقدام به تدوین دستورالعملهایی برای طرح این نوع سیستمها نموده اند. این ضوابط ضمن در نظرگرفتن رفتار سازه های مجهز به سیستمهای جداکننده، از چارچوبی مشابه دستورالعملهای طرح با مطالعه آیین نامه ها و تطابق آنها گامهایی برای تدوین ضوابط طراحی اینگونه سیستمها و تشویق براجرای آنها برداشته شود. در اواخر دهه هشتاد روش آیین نامه SEAOC/UBC در تحلیل استاتیکی سیستمهای مجزا شده با فر رفتار صلب سازه فوقانی مورد بررسی قرارگرفت. در اوایل دهه نود ضمن بهره گیری از مطالات قبلی، روش آیین نامه مزبور در تحلیل استاتیکی معادل سیستمهای مجزا شده لغزشی بررسی گردید. پس از عملکرد اینگونه سیستمها با فرض رفتار الاستیک سازه فوقانی با نتایج به دست آمده از تحلیل استاتیکی معادل آیین نامه، مورد مقایسه قرارگرفت. 
پروژه حاضر در ابتدا مروری برانواع سیستمهای مجزاکننده و به بررسی اثر پدیده ها و پارامترهای مؤثر بر اینگونه سیستمها و معادلات و روابط دینامیکی سیستمهای مجزاکننده می پردازد. آنگاه به مطالعه روشهای تحلیل استاتیکی معادل برای سازه های مجزا شده در برخی از آیین نامه های کشورهای مختلف پرداخته و توصیه های آیین نامه SEAOC/UBC در اینگونه سازه ها به روش مزبور را با فرض رفتار غیر خطی سازه فوقانی مورد مطالعه قرار می دهد. از آنجا که این آیین نامه از ظرفیت شکل پذیری سازه فوقانی به هنگام رفتار غیرخطی استفاده با در نظر گرفتن این پدیده اقدام به مقایسه نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی معادل با نتایج تحلیل می نماید، تاریخچه زمانی سازه مجزا شده با فرض رفتار غیر خطی سازه فوقانی شده است. برای این منظور دو مدل سازه یک و چهار طبقه با قاب خمشی فلزی و سیستم سقف دال دو طرفه بتنی موردتحلیل دینامیکی غیر خطی قرارگرفت. مجزاکننده ها نوع بستر( خاک از نوع S1) و مدل نیرو – جابجایی سیستم مجزاکننده مشابه مدلهایی است که پیش از این در بررسی های به عمل آمده به کارگرفته شده است. ضمناً از رفتار غیر خطی مصالح برای بیان رفتار سازه فوقانی ومجزاکننده های هر یک از مدلها استفاده شده است. طراحی سازه ها مطابق دستورالعمل آیین نامه SEAOC/UBC با استفاده از روش تنش مجاز و انتخاب پروفیلهای قوطی شکل برار مقاطع، به وسیله برنامه رایانه ای SAP-90 و STEELER صورت گرفته است. برای تحلیل تاریخچه- زمانی سیستمها از زلزله هایی که روی زمینهای مشابه ثبت گردیده و طیف میانگین آنها تطابق خوب با طیف خاک S1 آیین نامه دارد، استفاده شده است. شتابنگاشتها مشابه مطالعات قبلی مقیاس شده اند. برای مقایسه نتایج بدست آمد از تحلیل تاریخچه – زمانی با نتایج تحلیل استاتیکی معادل از میانگین آماری و مجموع میانگین و انحراف معیار استفاده شده است. هريك از سازه ها تحت زلزله های مزبور و برای هریک از مجزاکننده های به کاررفته، تحلیل غیرخطی شده اند. نتایج بدست آمده از تحلیل دینامیک مدلهای انتخاب با فرض رفتار غیر خطی سازه فوقانی با نتایج تحلیل استاتیک آیین نامه مورد مقایسه قرارگرفت. به همین منظور از شکلها و گرافهایی برای بیان و مقایسه پارامترهای مورد نظر استفاده شده است. پارامترهای مورد مقایسه عبارتند از: جابجایی پایه سازه، جابجایی ناشی از پیچش، برش پایه و توزیع برش در طبقات به طور کلی نتایج برای سازه یک طبقه، از نظر جابجایی پایه و اثر پیچش روند یکسانی نشان نمی دهد و توزیع برش در طبقات بستگی به میرایی مجزاکننده های بکاررفته دارد. در خاتمه پروژه ملاحظات ضروری که می بایست در تدوین ضوابط لازم برای طراحی ساختمانهای مجهز به سیستمهای جداکننده لرزه ای مدنظر قرارگیرد، به اجمال بیان شده است. این دیدگاهها شامل دو دسته می باشند: مسائلی که در ارتباط با سیستم جزاکننده مورد توجه قرارمی گیرند و مسائلی که در ارتباط با سازه فوقانی حائز اهمیت می باشند. مسلما تدوین ضوابط آیین نامه ای برای کشور ایران با بهره گیری از مطالعات عمیق تر روی سایر عوامل، انواع مختلف مجزاکننده ها، نوع خاک و دیگر روشهای تحلل و مطابقت آنها با دیگر آیین نامه های مرتبط میسر خواهد بود. به طورحتم یکی از مشکلات موجود در بکارگیری این سیستمها در حالت متعارف، عدم وجود دستورالعمل رسمی و آگاهی کافی برای عموم مهندسین در این زمینه می باشد. امید آنکه این مجموعه گام کوچکی در شناخت رفتار بهتر سیستمهای مجزاکننده لغزشی برداشته و به تدریج شاهد مطالعات وسیع تر در این زمینه باشیم.

منبع : http://www.ghasem1363.blogfa.com

بزرگترین زلزله ژاپن بعد از زلزله کوبه

زمین لرزه 2/8/ 1383 نیگاتای ژاپن با بزرگای گشتاوری 4/6 Mw

زمین لرزه 2 آبان 1383 (23 اکتبر 2004) با بزرگای گشتاوری 4/6 Mw و بزرگای محلی 8/6 در نزدیکی ساحل غربی جزیره هونشو در ساعت 0: 56: 17 (بعد از ظهر) به وقت محلی روز شنبه رخ داد. این زلزله موجب حداقل 20 نفر کشته و 1500 نفر مجروح گردید. زلزله در نزدیکی شهر بزرگ نیگاتا در شمال ژاپن و در حدود 250 کیلومتری شمال غرب توکیو رخ داد و موجب وقوع زمین لغزش های متعدد، ویرانی منازل مسکونی و همچنین خرابی در خطوط راه آهن گردید. به همین دلیل چندین مسیر بزرگراه و جاده نیز براثر وقوع زمین لغزش قطع شد. همچنین زلزله با وقوع پسلرزه های متعدد در ساعتها و روزهای بعدی پس از رخداد زمین لرزه موجب تشدید هراس و نگرانی ساکنان پهنه رومرکزی شده است. یکی از زمین لغزش ها موجب ویرانی یک روستا، حداقل دو نفر کشته در آن روستا و به محاصره درآمدن حداقل 600 نفر از ساکنان روستا برای حدود 12 ساعت شد.

این زلزله بزرگترین رویداد لرزه ای پس از وقوع زلزله کوبه در ژاپن در سال 1995 است که با 6400 نفر کشته همراه بود. در شب اول پس از رویداد حدود 130000 خانه مسکونی بدون برق ماندند. نزدیکترین شهر به کانون زلزله اوجیا (Ojiya) است که یک مرکز مهم نساجی در منطقه بوده است و در آن یک محوطه بزرگ در زیر خط آن فروافتاده و سوراخی بزرگی پدید آمده است. در اثر ایجاد این حفره کوپه های یک قطار به درون حفره ایجاد شده واژگون شده اند.

از نظر لرزه خیزی این ناحیه در پهنه فرورانش صفحه پاسیفیک به زیر پوسته قاره ای اوراسیا واقع است. زلزله ها و آتشفشانهای ژاپن در این پهنه فرورانش؛ در ناحیه کمانهای جزیره ای رخ می دهند. هنگامی که زلزله ها در چنین پهنه ای با ژرفای کم رخ دهد (نظیر زلزله روز یکشنبه 2/8/83 که برآوردهای اولیه نمایانگر ژرفای 19 کیلومتری برای آن است) می توان انتظار خسارتها و خرابی های فراوان داشت. در بسیاری از زلزله های ناحیه ژاپن که در همین پهنه فرورانش رخ می دهند به دلیل ژرفای زیاد، حتی با وجود بزرگای زیاد زمین لرزه، خسارت زیادی در سطح زمین ایجاد نمی شود.

زلزله 2/8/83 با بزرگای گشتاوری 4/6 Mw، با سازوکار فشاری و با روند گسلش شمال شرق- جنوب غرب در پهنه ای رخ داده است که بیشتر در آن زلزله های با ژرفای زیاد (150 کیلومتر یا بیشتر) اتفاق می افتند. این مسأله به دلیل آن است که پهنه فرورانش از شرق به غرب ژاپن عمیق تر می شود و بنابراین هرچه به ساحل غربی سواحل ژاپن نزدیک می شویم انتظار وقوع زلزله های عمیق تر بیشتر می شود.

در سابقه لرزه خیزی همین منطقه می توان به زلزله 1964 در نیگاتای ژاپن اشاره نمود که در اثر آن رخداد روانگرایی موجب واژگونی ساختمانهای چند طبقه گردید. زلزله (1964) نیگاتا با وقوع چنین پدیده ای ژئوتکنیک لرزه ای از زلزله های معروف در تاریخ مهندسی زلزله محسوب می شود. با رخداد زلزله اخیر (2/8/83) نیز که با زمین لغزش ها، و فرونشست های متعدد زمین همراه بود، اهمیت پدیده های ژئوتکنیکی لرزه ای در افزایش خسارتهای ناشی از زلزله های بزرگ در ژاپن مشخص می گردد.

Source: www.iiees.ac.ir

بررسی روشهای تحلیل و ضوابط آئین نامه ای برای ساختمانهای مجهز به سیستم جداکننده لرزه ای

امروز با گسترش استفاده از سیستمهای جداکننده لرزه ای در ابنیه و سایر سازه ها، آیین نامه های مختلف اقدام به تدوین دستورالعملهایی برای طرح این نوع سیستمها نموده اند. این ضوابط ضمن در نظرگرفتن رفتار سازه های مجهز به سیستمهای جداکننده، از چارچوبی مشابه دستورالعملهای طرح با مطالعه آیین نامه ها و تطابق آنها گامهایی برای تدوین ضوابط طراحی اینگونه سیستمها و تشویق براجرای آنها برداشته شود. در اواخر دهه هشتاد روش آیین نامه SEAOC/UBC در تحلیل استاتیکی سیستمهای مجزا شده با فر رفتار صلب سازه فوقانی مورد بررسی قرارگرفت. در اوایل دهه نود ضمن بهره گیری از مطالات قبلی، روش آیین نامه مزبور در تحلیل استاتیکی معادل سیستمهای مجزا شده لغزشی بررسی گردید. پس از عملکرد اینگونه سیستمها با فرض رفتار الاستیک سازه فوقانی با نتایج به دست آمده از تحلیل استاتیکی معادل آیین نامه، مورد مقایسه قرارگرفت. 
پروژه حاضر در ابتدا مروری برانواع سیستمهای مجزاکننده و به بررسی اثر پدیده ها و پارامترهای مؤثر بر اینگونه سیستمها و معادلات و روابط دینامیکی سیستمهای مجزاکننده می پردازد. آنگاه به مطالعه روشهای تحلیل استاتیکی معادل برای سازه های مجزا شده در برخی از آیین نامه های کشورهای مختلف پرداخته و توصیه های آیین نامه SEAOC/UBC در اینگونه سازه ها به روش مزبور را با فرض رفتار غیر خطی سازه فوقانی مورد مطالعه قرار می دهد. از آنجا که این آیین نامه از ظرفیت شکل پذیری سازه فوقانی به هنگام رفتار غیرخطی استفاده با در نظر گرفتن این پدیده اقدام به مقایسه نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی معادل با نتایج تحلیل می نماید، تاریخچه زمانی سازه مجزا شده با فرض رفتار غیر خطی سازه فوقانی شده است. برای این منظور دو مدل سازه یک و چهار طبقه با قاب خمشی فلزی و سیستم سقف دال دو طرفه بتنی موردتحلیل دینامیکی غیر خطی قرارگرفت. مجزاکننده ها نوع بستر( خاک از نوع S1) و مدل نیرو – جابجایی سیستم مجزاکننده مشابه مدلهایی است که پیش از این در بررسی های به عمل آمده به کارگرفته شده است. ضمناً از رفتار غیر خطی مصالح برای بیان رفتار سازه فوقانی ومجزاکننده های هر یک از مدلها استفاده شده است. طراحی سازه ها مطابق دستورالعمل آیین نامه SEAOC/UBC با استفاده از روش تنش مجاز و انتخاب پروفیلهای قوطی شکل برار مقاطع، به وسیله برنامه رایانه ای SAP-90 و STEELER صورت گرفته است. برای تحلیل تاریخچه- زمانی سیستمها از زلزله هایی که روی زمینهای مشابه ثبت گردیده و طیف میانگین آنها تطابق خوب با طیف خاک S1 آیین نامه دارد، استفاده شده است. شتابنگاشتها مشابه مطالعات قبلی مقیاس شده اند. برای مقایسه نتایج بدست آمد از تحلیل تاریخچه – زمانی با نتایج تحلیل استاتیکی معادل از میانگین آماری و مجموع میانگین و انحراف معیار استفاده شده است. هريك از سازه ها تحت زلزله های مزبور و برای هریک از مجزاکننده های به کاررفته، تحلیل غیرخطی شده اند. نتایج بدست آمده از تحلیل دینامیک مدلهای انتخاب با فرض رفتار غیر خطی سازه فوقانی با نتایج تحلیل استاتیک آیین نامه مورد مقایسه قرارگرفت. به همین منظور از شکلها و گرافهایی برای بیان و مقایسه پارامترهای مورد نظر استفاده شده است. پارامترهای مورد مقایسه عبارتند از: جابجایی پایه سازه، جابجایی ناشی از پیچش، برش پایه و توزیع برش در طبقات به طور کلی نتایج برای سازه یک طبقه، از نظر جابجایی پایه و اثر پیچش روند یکسانی نشان نمی دهد و توزیع برش در طبقات بستگی به میرایی مجزاکننده های بکاررفته دارد. در خاتمه پروژه ملاحظات ضروری که می بایست در تدوین ضوابط لازم برای طراحی ساختمانهای مجهز به سیستمهای جداکننده لرزه ای مدنظر قرارگیرد، به اجمال بیان شده است. این دیدگاهها شامل دو دسته می باشند: مسائلی که در ارتباط با سیستم جزاکننده مورد توجه قرارمی گیرند و مسائلی که در ارتباط با سازه فوقانی حائز اهمیت می باشند. مسلما تدوین ضوابط آیین نامه ای برای کشور ایران با بهره گیری از مطالعات عمیق تر روی سایر عوامل، انواع مختلف مجزاکننده ها، نوع خاک و دیگر روشهای تحلل و مطابقت آنها با دیگر آیین نامه های مرتبط میسر خواهد بود. به طورحتم یکی از مشکلات موجود در بکارگیری این سیستمها در حالت متعارف، عدم وجود دستورالعمل رسمی و آگاهی کافی برای عموم مهندسین در این زمینه می باشد. امید آنکه این مجموعه گام کوچکی در شناخت رفتار بهتر سیستمهای مجزاکننده لغزشی برداشته و به تدریج شاهد مطالعات وسیع تر در این زمینه باشیم.

منبع : http://www.ghasem1363.blogfa.com

اندازه گیری زمین لرزه

برای آگاهی از میزان تاثیر هر پدیده لازم است تا بتوانیم به نحوی آن را بصورت کمی بیان کنیم. برای کمی کردن اندازه زلزله، از دو رهیافت مختلف استفاده می­شود؛ یک رهیافت بر اساس اندازه گیری دستگاهی (بزرگای زلزله) و دیگری بواسطه تاثیر پذیری دست سازهای بشر از زلزله (شدت زلزله). شدت زلزله در هر مكان متفاوت است و با دور شدن از كانون زلزله كم می شود، در حالی كه بزرگای زلزله همواره ثابت است و ربطی به دور شدن از كانون ندارد (چرا كه با كل انرژی آزاد شده مرتبط است).

شدت زمین لرزه:

شدت یك زلــزله در یك مكــان خاص بــر مبنای اثرهای قابل مشاهده زمین لرزه در آن مكان تعیین می شود. دقت در تعیین شدت زلزله به دقت مشاهده كننده وابسته است. تخمین شدت وسیلة مفیدی برآی تخمین اندازة زلزله های تاریخی است، بویژه در ناحیه هایی نظیر كشور ما كه كشوری باستانی و با میراث تاریخی و فرهنگی كهن است و لذا اطلاعات مهمی می توان از زلزله های رویداده در زمانی كه ثبت تاریخی وجود دارد به دست آورد. مقیاسهای مختلفی برای تعیین شدت زمین لرزه همانند مقیاس مرکالی اصلاح شده، MSK، EMS98 و ... ارائه شده است.

تعیین شدت زمین لرزه بدین ترتیب است که برای هر کدام از مقیاسها جدولی تهیه شده است و بر اساس آن میزان آسیبهای ناشی از زلزله بر سازه های مختلف ارائه گردیده است و مشاهده گر با تطبیق خسارتهای بوجود آمده از زلزله با موارد ذکر شده در جدول، شدت زلزله را تعیین می­کند.

بزرگای زلزله:

بمنظور اندازه گیری زمین لرزه و بدست آوردن معیاری برای مقایسه و سنجش زمین لرزه ها، از بزرگای زلزله استفاده می­شود که می­توان آن را با در نظر گرفتن دامنه نوسانات روی نگاشت محاسبه نمود. مقیاسهآی متفاوتی برآی اندازه گیری بزرگای زلزله وجود دارد. اولین مقیاس بزرگا، توسط چارلز ریشتر در سال 1935 برآی زلزله هآی جنوب كالیفرنیا تعریف شد كه بزرگای محلی یا ML نامیده می­شود. علاوه بر مقیاس ریشتر، مقیاسهای مختلف دیگری نیز وجود دارند که هر کدام کاربردهای خاص خود را در مهندسی زلزله و زلزله شناسی ایفا می­کنند. هر زلزله فقط و فقط یک بزرگا دارد و بزرگا با فاصله از محل وقوع زلزله تغییر نمی­یابد.

ذکر این نکته ضروری است که بزرگای زلزله، بتنهایی نمی­تواند معیاری برای سنجش میزان خرابی در زلزله باشد. همانطور که گفته شد، بزرگای زلزله فقط بر اساس میزان انرژی آزاد شده در زلزله محاسبه می­گردد و عمق و یا سایر پارامتر­ها در محاسبه آن دخیل نمی­باشد. از این رو دو زلزله با بزرگاهای یکسان ولی عمقهای متفاوت میزان خرابیهای متفاوتی را ببار می­آورند. چرا که با عمیقتر شدن کانون زلزله، امواج لرزه ای فاصله بیشتری را تا سطح زمین طی می­کنند که در این فاصله مقداری از انرژی آزاد شده کاهیده شده و از بین می­رود. در قسمت قبل بیان شد که زلزله های ایران، اغلب از نوع کم عمق می­باشند، لذا انتظار می­رود میزان خرابی و آسیب ناشی از این زلزله ها بیشتر باشد.

رده بندی شدت مركالی (اصلاح شده) MMI

بزرگی

شدت

تاثیرها

I

احساس نمی شود

3

II

توسط شخص در حال استراحت یا در طبقات بالای ساختمان احساس می شود.

III

در داخل ساختمان احساس می شود. اشیاء آویزان تکان می خورند ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سبک دارند. مدت لرزش قابل برآورد است. ممکن است زلزله به حساب نیید.

4

IV

اشیاء آویزان تاب می خورند. ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سنگین یا احساس ضربتی مثل برخورد یک توپ سنگین به دیوار دارد. ماشینهای پارک شده تکان می خورند. پنجره ها، بشقابها و درها به صدا در می آیند. شیشه ها به صدا در می آیند. ظروف سفالی به هم می خورند. در حد فوقانی IV دیوارهای چوبی و قابها ترک بر می دارند.

V

در خارج ساختمان احساس می شود. جهت آن قابل برآورد است. افراد خواب بیدار می شوند. مایعات به حرکت در می آیند و برخی از آنها به خارج ظرف خود می ریزند. اشیاء ناپایدار کوچک جا به جا یا واژگون می شوند. درها تکان می خورند و باز و بسته می شوند. ساعتهای آونگی متوقف شده، به حرکت آمده یا سرعتشان تغییر می کند.

5

VI

توسط همه احساس می شود. بسیاری متوحش شده و از ساختمانها خارج می شوند. اشخاص به طور نامتعادلی حرکت می کنند. پنجره ها، بشقابها و ظروف شیشه ای می شکنند. اشیاء، کتابها و چیزهای دیگر از قفسه ها به خارج می ریزند. عکسها از دیوارها فرو می افتند. مبلها جا به جا شده یا واژگون می شوند. گچهای ضعیف یا ساختمانهای نوع D ترک بر می دارند. زنگهای کوچک کلیساها و مدارس به صدا در می آیند. درختان و بوته ها تکان می خورند.

6

VII

ایستادن مشکل می شود. توسط رانندگان وسايل نقلیه احساس می شود. اشیاء آویزان شدیداً نوسان می کنند. مبلها و وسایل چوبی می شکنند. بناهای نوعD صدمه می بینند و ترک بر می دارند. دودکشهای ضعیف در محل اتصالشان به سقف می شکنند. قطعات گچ، آجرهای سست، سنگ و کاشی سقوط می کنند، برخی از بناهای نوع Cترک بر می دارند. امواج آب در سطح حوضها و آبگیرها گل آلود می شود. لغزشها و حفرات کوچکی در سواحل شنی و ماسه ای ایجاد می شود. زنگهای بزرگ کلیساها به صدا در می آیند. نهرهای آبیاری صدمه می بینند.

VIII

هدایت وسایل نقلیه مشکل می شود. بناهای نوع C صدمه می بینند و بخشی از آنها فرو می ریزند. به بناهای نوع B کمی صدمه وارد می آید بناهای نوع A بدون صدمه باقی می مانند. گچ کاریها و برخی از دیوارها فرو می ریزند. دودکشها و بناهای یادبود، برجها و مخازن مرتفع می چرخند و فرو می ریزند. دیوارهای جداکننده ای که محکم نباشد از محل خود خارج می شوند. شمعهای فرسوده شده می شکنند. شاخه های درختان می شکنند. میزان دما و جریان آب چشمه ها و چاهها تغییر می کند. در زمینهای مرطوب و دامنه های پر شيب ترکهایی ایجاد می شود.

7

IX

عموم مردم احساس وحشت می کنند. بناهای نوع D کاملاً تخریب می شوند، بناهای نوع C به شدت صدمه می بینند و گاه کاملاً فرو می ریزند، بناهای نوع B به طور جدی صدمه می بینند. ساختمانهای پیش ساخته، اگر خوب به هم متصل نشده باشند، از محل پی جا به جا می شوند مخازن شدیداً صدمه می بینند. لوله های زیرزمینی می برند. ترکهای آشکاری در زمین ایجاد می شود. در زمینهای آبرفتی، ماسه و گل به خارج فوران می کنند.

8

X

پی اغلب بناهای معمولی و پیش ساخته تخریب می شود. برخی از سازه های چوبی خوب ساخته شده و پلها تخریب می شوند. سدها و خاکریزها صدمه جدی می بینند. زمین لغزه های بزرگ به وقوع می پیوندد. آب از ساحل کانالها، رودخانه ها، دریاچه ها و غیره به خارج می ریزند. ماسه و گل در سواحل و زمینهای هموار به طور افقی جا به جا می شوند. ریلهای راه آهن کمی خم می شوند.

XI

ریلها به شدت خم می شوند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً از سرویس خارج می شوند.

XII

خسارت تقریباً به طور کامل است. توده های سنگی بزرگ جابجا میشوند. اشیاء به هوا پرتاب می شوند.