تخمین مدل تقاضای لرزه‌ای برای سطوح خرابی متوسط و زلزله های نزدیک گسل پالسگونه

تخمین مدل تقاضای لرزه‌ای که معیار شدت حرکت زمینرا به معیار خرابی سازه‌ها مرتبط می سازد،یکی از مهم‌ترین مولفه‌ها در طراحی سازه ها بر مبنای عملکرد می باشد. در مدل تقاضای لرزه ای ارتباط بین پاسخ سازه و یک پارامتر لرزه ای که بیانگر ماهیت تصادفی زلزله می‌باشد، در قالب یک ساختار ریاضی بیان می‌شود. لذا انتخاب مناسب شاخص شدت زلزله به عنوان پارامتر لرزه‌ای و تشخیص درست نحوه ارتباط آن با خسارت سازه می‌تواند نقش مهمی در کاهش خطاها در ارزیابی‌های لرزه‌ای داشته باشد. در بسیاری از مطالعات، شتاب طیفی مود اول (sa(t1)) یا حداکثر شتاب زمین (pga) به عنوان شاخص شدت مناسب معرفی شده‌، در حالیکه عدم کفایت این شاخص‌ها در برخی موارد مشاهده شده است. از طرفی انتخاب روشی مناسب برای سنجش کفایت شاخص‌های شدت با توجه به عدم قطعیت‌های موجود و همچنین بررسی کفایت مدل‌های تک‌خطی برای تقاضا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده و باید مورد توجه قرار گیرد. در این مطالعه، میزان مناسب بودن شاخص های شدت مختلف با استفاده از مفاهیم تئوری اطلاعات و آنتروپیمورد ارزیابی قرار گرفته و از شتاب طیفی مود اول به عنوان شاخص مبنا استفاده شده است. برای این منظور، چندین سازه قاب خمشی بتنی با تعداد طبقات و ارتفاع متفاوت در نظر گرفته شده و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی با مجموعه ای از رکوردهای پالس‌دار زلزله توسط نرم افزار idarc انجام شده است. برای پاسخ سازه از شاخص خسارت پارک-انگ که کاربرد بسیاری به ویژه در سازه های بتنی دارد، استفاده شده است. با توجه به اینکه احتمال رفتار متفاوت شاخص های شدت در سطوح مختلف خسارت وجود دارد، بحث مدل های تقاضای چند خطی مطرح شده و عملکرد چندین مدل چندخطی با آزمون های آماری مورد سنجش قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که شاخص های شدت بر پایه سرعت، از کفایت لازم برای سطوح خرابی کم و متوسط، تحت رکوردهای پالس دار برخوردار هستند. در این سطوح استفاده از شاخص‌های شدت شتاب طیفی مود اول یا شاخص‌های بر مبنای شتاب مانند حداکثر شتاب زمین می‌تواند باعث ایجاد خطا شود. همچنین مطالعات انجام شده در این مقاله نشان داده که استفاده از مدل تک خطی برای تمام سطوح خسارت مناسب نبوده و استفاده از یک مدل سه خطی با توجه به سطوح خسارت می تواند باعث کاهش خطا در ارزیابی های لرزه‌ای شود.

estimation of the seismic demand model in moderate damage level for pulse-like records

abstract the estimation of seismic demand that connects the ground motion intensity measure and the damage measure of structures is one of the most important components in the performance-based design. in the seismic demand model, the relationship between the structural response and a seismic parameter that expresses the random nature of earthquake is expressed in the mathematical form. therefore, proper choice of earthquake intensity measure as a seismic parameter and identifying how it is related to structural damage can play an important role in reducing errors in seismic assessments. the random nature of earthquake ground motion with great uncertainties in structural properties has posed challenges before this estimation. in many studies, the first mode spectral acceleration (sa (t1)) or maximum ground acceleration (pga) has been introduced as an appropriate intensity measure. however, some recent studies indicate that these ims are insufficient in some circumstances. on the other hand, choosing a suitable method for measuring the sufficiency of intensity measure is of particular importance due to the existing uncertainties. in this study, the suitability of different intensity measures of ground motion is quantified by using information theory and relative entropy concepts in the representation of ground motion uncertainty. due to the high application of the first mode spectral acceleration, this intensity measure has been introduced as the base index and the sufficiency of other intensity measures compared to this index. a set of intensity measures based on velocity, acceleration, displacement and combination have been selected based on previous studies for this purpose. the relative entropy of an intensity measure relative to the base intensity measure indicates the amount of additional information can be obtained from ground motion uncertainty. therefore, intensity measures with positive relative entropy have better performance than the first mode spectral acceleration intensity measure. the park-ang damage index, which has many applications, especially in concrete structures, has been used for structural response. given that there is a possibility of different behavior of intensity measures at different damage levels, the discussion of multilinear demand models is proposed and the performance of several multilinear models has been evaluated by statistical tests. due to the wide application of moderate performance level in seismic design and evaluation, the operation of different intensity measures has been considered for these levels and the demand model has been developed for pulse liked ground motions that have more destructive effects. the results show that velocity-based intensity measures are sufficient for moderate damage level under pulse liked records. at these damage levels, the use of first mode spectral acceleration or acceleration-based intensity measures such as maximum ground acceleration can cause errors. also, studies conducted in this paper have shown that the use of single linear model is not suitable for all damage levels and the use of a three linear model with respect to damage levels can reduce errors in seismic assessments. the use of multilinear models, although reducing uncertainties, has complexities in computation and their use requires special considerations. if these models are used, the amount and time of calculations can be reduced in some ways.