ساده‌سازی رکورد زلزله برای تحلیل تاریخچه زمانی سریع با استفاده از تبدیل معکوس فوریه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی

2 پژوهشگاه زلزله

چکیده

چندین حالت در طراحی لرزه‌ای سازه‌ها وجود دارد که ساده‌سازی تحلیل لرزه‌ای آیین‌نامه‌ای برای آن  قابل استفاده نیست. در این حالات اغلب آیین‌نامه‌ها تحلیل تاریخچه زمانی (بررسی سازه تحت تمام طول زلزله) را توصیه می‌کنند که بسیار زمان بر است زیرا گام زمانی شتاب زلزله به طور معمول خیلی کوچک است. بنابراین چنانچه تحلیل تاریخچه زمانی را بتوان با گام زمانی بزرگتر انجام داد ، البته بدون از دست دادن دقت ، بسیار مفید خواهد بود. در این مقاله یک روش برای ساده‌سازی رکورد زلزله برپایه ویرایش تبدیل فوریه آنها معرفی شده است. برای این هدف در ابتدا طیف فوریه رکورد زلزله محاسبه شده سپس با برنامه کامپیوتری که توسط مولفین تهیه شده است یک طیف فوریه تولید شده و سپس رکورد جدیدی با استفاده از تبدیل معکوس فوریه با استفاده از گامهای زمانی نسبی بزرگ، محاسبه شده بر مبنای تمام فرکانسهای زلزله اصلی ( که این هم معمولاً 5 تا 10 برابر بزرگتر از گام زمانی رکورد اصلی زلزله است) تولید و پر واضح است که تحلیل تاریخچه زمانی با استفاده از این رکورد ساده شده زمان بسیار کمتری را صرف خواهد کرد. نتایج عددی نشان داد بیشترین مقدار پاسخهای بدست آمده با استفاده از رکورد ساده شده وابسته به نوع سازه و خصوصیات زلزله در حدود 5 تا 10 درصد خطا دارد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simplification of Earthquake Accelerograms for quick time history Analyses by Using Their Modified Fourier Inverse Transforms

نویسندگان [English]

  • Alireza Faroughi 1
  • mahmood hossseini 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Islamic Azad University, East Tehran branch, Tehran, Iran
چکیده [English]

There are several cases in seismic design of structures in which the simplified seismic analysis code is not applicable. In such cases most codes recommend time history analysis, which is very time consuming, mainly since the time step size of the digitized accelerograms is usually very small. Therefore, if the time history analysis can be performed by large time steps without losing much precision, it would be very helpful. In the present study, a method is introduced for simplification of accelerograms based on the modification of their fourier analyses. For this purpose, at first the fourier spectrum of the accelerograms is calculated. Then, by using a computer program, created by the authors, a modified version of fourier spectrum is produced and then the corresponding inverse fourier transform is calculated using a relatively large time step, which is computed based on the all major earthquake frequencies (which is usually 5 to 10 times larger than the original accelerograms time step) in order to create the simplified accelerograms.  It is obvious that time history analysis by using this simplified accelerograms will be much less time-consuming. Numerical results indicate that the maximum response values obtained by using the simplified accelerograms have approximately 5 to 10 percent error depending on the type of the structure and earthquake characteristics

کلیدواژه‌ها [English]

  • dominant frequencies
  • fourier and inverse fourier transforms
  • time step size