بهترین معیارهای شدت زلزله برای ارزیابی لرزه‌ای پل‌های چند دهانه بتنی شاه تیر جعبه‌ای با تاکید بر زلزله‌های حوزه نزدیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران ،دانشکده فنی و مهندسی ، واحد تهران جنوب ،دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب

3 پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

4 دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران

5 گروه مهندسی عمران ، واحد تهران جنوب ،دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

معیارهای شدت زلزله اهمیت فوق‌العاده‌ای در ارزیابی احتمالاتی تقاضای لرزه‌ای انواع سازه‌ها دارند. در این میان انتخاب دقیق معیارهای با کیفیت شدت زلزله به منظور ارزیابی آسیب پذیری سازه‌های شریان حیاتی مانند پل‌های بزرگراهی بسیار با اهمیت است. در این مطالعه به منظور بررسی کیفیت معیارهای شدت زلزله، شاخص‌های تعیین‌کننده‌ای نظیر بهینه و کاربردی بودن (Efficiency& Practicality)، شاخص کارایی(Proficiency)،کفایت(Sufficiency) نسبت به بزرگا  (MW)و فاصله(R) و در نهایت کفایت نسبی (Relative Sufficiency)  بررسی شده‌اند. در این مطالعه 10 مدل از پل‌های شاه تیر جعبه‌ای بتنی با عرشه پیوسته به عنوان یکی از مهمترین پل‌های ساخته شده در مناطق لرزه‌خیز جهان در نرم افزار اپنسیس  (OpenSees)مدل سازی و به وسیله 164 رکورد زلزله حوزه نزدیک 3 مؤلفه‌ای تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی شده‌اند. در این پژوهش 5 پارامتر تقاضای مهندسی مرتبط به عرشه و ستون‌ها و 24 مورد از معیارهای شدت مرتبط به مؤلفه‌های قائم و افقی زلزله برای ارزیابی کیفیت معیارهای شدت برای پارامتر پاسخ در نظر گرفته شده‌اند. در مجموع بیش از 8200 تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی صورت گرفته و برای هر پارامتر پاسخ، 5 معیار برتر شدت زلزله با توجه به نوع پل مورد بررسی و زلزله‌های اعمال شده به سازه معرفی شده‌اند. نتایج پژوهش نشان میدهد، بیشینه شتاب زمین مرتبط به مؤلفه افقی  (PGVH)و شدت طیف سرعت (VSIH) و شدت هاوزنر (HIH)مرتبط به مؤلفه افقی از جمله مناسب‌ترین معیار های شدت هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal intensity measures for probabilistic seismic demand modeling of multi-span continuous concrete box girder bridges subjected to near-field earthquakes

نویسندگان [English]

  • Hoodean Malekzadeh 1
  • Hassan Abbasi 2
  • Mahmood Hooseini 3
  • Armin Aziminejad 4
  • Mohammadreza Adib Ramezani 5
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Civil Engineering Department, Faculty of Engineering Islamic Azad University, South Tehran Branch
3 Structural Institute, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Tehran, Iran
5 Department of Civil Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Seismic intensity measures (IMs) perform a pivotal role in probabilistic seismic demand modeling. Past studies investigated appropriate IMs for structures, including the vital component of the transportation system, the highway bridges. These studies were mainly focused on far-field earthquakes and did not consider the strong vertical component of ground motions in near-field earthquakes.  In order to evaluate the optimal IMs for the multi-span continuous concrete box girder bridges subjected to near-field earthquakes, ten sample bridges were modeled and then subjected to three-component records of 164  near-field earthquakes applying the OpenSees software framework. In the present research, 5 engineering demand parameters considering the most critical response parameters related to columns and deck were selected, along with 24  intensity measures considering the horizontal and vertical components of ground motions. Base on the optimality investigation method, parameters such as efficiency, practicality, proficiency, sufficiency, and relative sufficiency were considered. In total, 8200 nonlinear time-history analyses were conducted. The results presented that the peak ground velocity of the horizontal component (PGVH), velocity spectrum intensity of the horizontal components(VSIH), and Housner intensity of horizontal components (HIH) were the optimal intensity measures, and vertical component of ground motions in near-field earthquakes should be considered in optimality investigation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimality investigation
  • Optimal intensity measures
  • Opensees framework
  • Nonlinear Time History Analyses
  • Near-field earthquakes
  • Probabilistic seismic demand model