دانلود مقاله ارزیابی بر اساس عملکرد و تعمیر ساختمان های آسیب دیده از زلزله

چکیده:

این مقاله گزارشی است از آخرین تحقیقات انجام شده توسط شورای تکنولوژی کاربردی (ATC) وابسته به آژانس فدرال مدیریت بحران (FEMA) برای توسعه یک روند ارزیابی کمی است و نقصان هایی که از خرابی سازه ای بر اثر وقوع زلزله ناشی می شود. این کار با مقایسه عملکرد مورد انتظار از یک ساختمان آسیب دیده که در معرض زلزله های آینده قرار می گیرد با عملکرد مورد انظتار برای یک ساختمان غیر آسیب دیده انجام می شود.

جابجائی های کلی سازه که از تحلیل استاتیکی غیر خطی بدست می آید به عنوان شاخصهای ظرفیت که به سطوح عملکرد مطلوب (مانند جلوگیری از ریزش- ایمن جانی- کنترل خرابی ) مربلوط می شود عمل می کند. این جابجائی ها با تغییر شکلهای کلی مورد نیاز در سطوح خطر لرزه ای دلخواه مقایسه می شود تا قابلیت ساختمان در دستیابی به اهداف عملکردی در هر دو حالت خراب شده و خراب نشده مشخص شود.

اصلذاحات و تغییراتی بر اساس تست و مشاهدات کارگاهی بر روی روابط نیرو- تغییر شکل در اجزاء سازه صورت می گیرد تا تأثیرات خرابی را منعکس کند.

افت عملکردی بر اثر زلزله مخرب، بوسیله هزینه مربوط به ترمیم عملکردی مورد نظر مورد برآورد کمی قرار می گیرد که آیا آن اندازه ترمیم که در سطح قطعات اجرا شده در آینده به قابلیت عملکردی معادل با ساختمان خراب نشده منجر می شود.

مقدمه و پیش زمینه

زمانی که یک زلزله باعث خرابی سازه ای در یک ساختمان می شود عملکرد مورد انتظار ساختمان طی زلزله های آینده ممکن است تغییر کند. تفاوتها در عملکرد ساختمانهای آسیب دیده در قیاس یا ساختمانهای آسیب ندیده بر اثر نقصان و افت های ناشی از زلزه قبلی در ساختمان آسیب دیده می باشد هزینه های مستقیم و غیر مستقیم بازگرداندن سطح عملکرد آتی ساختمان به خالت غیر تخریبی این تفاوتها را جبران می کند.

آمچه در بالا ذکر شد اصول پایه پروژه تحقیقاتی (ATC) در سه بخش در زمینه ارزیابی و تعمیر ساختمانهای بتن و بنایی ویران شده در برابر زلزله می باشد. روند و ضوابط آن در بخشهای زیر طبقه بندی شده است.

a)تشخیص و مستند کردن خرابی های ناشی از زلزله

b)طبقه بندی خرابی اجزاء بر اساس رفتار و سختی ساز،

c )ارزیابی تأثیر خرابی در عملکرد مورد انتظار ساختمان طی زلزله های آتی

d)ارتقاء و توسعه اندازه های مفروض که عملکرد مورد انتظار را به سطح ساختمانهای خراب نشده می رساند.

گرایشهایی ایجاد شده است تا تأیید خرابی زلزله را با تخمین افت های ناشی از آخرین نیروها اندازه گیری کننده تا به این وسیله ظرفیت مقاومتی سازه را افزایش دهند. چنین فرض می شود که به عنوان مثال در ساختمانهای دارای دیوار برشی تخریب شده افت ها می تواند به میزان و وسعت ترکهای بتنی و بنایی ایجاد شده وابسته باشد.

عرم توافق های زیاد در تشخیص ترکها در ظرفیت و همچنین در کارآمدی ظرفیت باربری به عنوان یک پارامتر در اندازه گیری میزان خرابی وجود دارد.

پیشرفتهای اخیر در گسترش تکنیکهای ارزیابی بر اساس عملکرد امکان سنجش بهتر از تأثیر خرابی در ساختمانهای بتنی و بنایی را فراهم ساخته است. روندهایی که بر اساس عملکرد هستند تأثیر تکانهای زلزله را روی سازه بوسیله حالتهای محدودیت های جابجائی مشخص کرده اند.

این مقاله نگاهی به تطابق های این روندها با ارزیابی خرابی زلزله در ساختمانها دارد.

روش ارزیابی از یک مدل ساختمان با در بر گرفتن اجزاء سازه ای آن استفاده می کند.

رفتار سازه در شرایط خراب نشده و خراب شده و بارسازی شده اش توسط روابط غیر الاستیک نیرو- تغییر شکل به ازاء هر جزء سازه کنترل می شود.

روش ارزیابی چنین فرض می کند که زمانی که زلزله باعث خرابی یک ساختمان می شود یک مهندس با کفایت می تواند تأثیرات آن یا لااقل بخشی از آن را بوسیله بازرسی عینی و تست های تشخیصی تکمیلی و تحلیل های سازه ای و دانش سازه ای تشخیص دهد.

با مشخص کردن این نکته که خرابی سازه ای چه میزان خواص سازه ای را تغییر داده است این امر امکان پذیر می شود که تحلیلاً عملکرد آینده ساختمان خراب را با شرایط عیر خراب مقایسه کنیم همچنین این امکانم فراهم می شود که با یک سری کارهای ممکن، ساختمان خراب شده را به شرایطی برگردانیم که عملکرد آن در برابر زلزله های آینده ضرورتاً معادل با ساختمان خراب نشده باشد.

روند ارزیابی بر اساس عملکرد

اهداف عملکردی

روند ارزیابی مطرح شده بر اساس عملکرد می باشد به این دلیل است که پذیرفتگی و (تغییرات پذیرفتگی که به اثر خرابی قبلی ایجاد می شود) بر اساس درجه ای که یک سازه بد یک یا چند سطح عملکردی می رسد در برابر خطرات ایجاد شده بوسیله یک یاچند زلزله فرض آینده اندازه گیری می شود.

یک سطح عملکردی نوعاً بوسیله یک حالت خرابیویژه برای یک ساختنا تعریف می شود. سطوح عملکرد رایج به منظور کاهش مقدار خرابی عبارتند از:پیشگیری از ریزش- ایمنی جانی- اشغال آنی معمولاً خطر ناشی از زلزله های فرض آینده بر اساس شدت تکانهای زمین با یک احتمال تجاوز از مقدار مربوط در زمان مشخص و محدود یا بر اساس تشخیص احتمال وقوع زلزله روی یک گسل خاص تعریف می‌شود.

ترکیب یک سطح عملکرد و یک خطر زلزله یک هدف عملکردی را تعریف می کند.

پارامترهای عملکرد لرزه ای:

تحقیقات و پیشرفت های اخیر منجر به معرفی یک روش تحلیل سازه بر اساس رفتار غیر ارتجاعی سازه ها شده است. هریک از این روندهای استاتیکی غیر خطی (NSP) یک طرح و پلات تولید می کند که منحنی ظرفیت نامیده می شود.(شکل 1) و پارامترهای جابجائی کلی (به عنوان مثال در سطح سقف) را به آخرین نیروی وارده به سازه وارده به سازه مربوط می کند. در NS ها از نظر تکنیک استفاده شده برای تخمین ماکزیمم جابجائی کل  برای یک زمین لرزه خاص متفاوت از یکیدیگر هستند.

روند ارزیابی خرابی ها انجام می شود تا محدودیت ظرفیت جابجائی کل برای یک سطح عملکردی خاص  را با حداکثر نیاز جابجائی کل برای یک زمین لرزه خاص  مقایسه کند. نسبت  بهبه عنوان معیار دستیابی به اهداف عملکردی در نظر گرفته می شود.

برای هر تغییر مکان کلی سازه مد نظر به ازاء الگوی بار جانبی داده شده یک تغییر شکل غیر مستقیم (ثانویه) برای هر حزء ساختمان وجود دارد. ظرفیت سازه مورد نظر برای سطح عملکردی ارائه شده بوسیله تغییر مکان کلی ماکزیمم جایگزین می شود. که در آن خرابی محدودیت را برای سطح عملکردی ویژه افزایش می دهد. به عنوان مثال ظرفیت پیش گیری از فروریزش یک ساختمان ممکن است تغییر مکانی از سقف باشد که در آن خرابی ثانویه منجر به ریزش یک یا چند ستون آن ساختمان شود.