فرشته ای که همواره در زندگی راهنمای من بوده است.
تشکر و قدردانی:
اکنون که این رساله به پایان رسیده بر خود لازم می دانم از کلیه کسانی که مرا در انجام این تحقیق یاری نمودند صمیمانه تشکر وقدردانی نمایم خصوصاً اساتید گرامی:
جناب آقای پروفسور غلامرضا قدرتی امیری که در مراحل انجام این رساله با حمایت خود اینجانب را همراهی و راهنمایی نمودند.
جناب آقای دکتر سید علی رضویان امرئی که راهنمایی های دلسوزانه ایشان در مراحل مختلف انجام این پایان نامه سزاوار تقدیر است.
جناب آقای دکتر رهگذر که با مشاوره و مساعدت های ایشان این پایان نامه به ثمر نشست.
جناب آقای دکتر مهران کوهی که در امرنظارت بر پایان نامه از کمال همکاری ولطف کوتاهی نکرده اند.
وکلیه اساتید و مسئولان دانشگاه آزاد اسلامی که دلسوزانه در جهت انجام تز حاضر همکاری داشته اند .
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده1
فصل اول « مفاهیم پایه و کلیات »
1-1- مقدمه3
1-2- ضرورت ارزیابی خطرپذیری لرزه ای5
1-3- انتخاب روش و نرم افزار6
1-4- اهداف6
1-5- ساختار کلی تحقیق7
فصل دوم « تاریخچه تحقیق »
2-1- مقدمه10
2-2- معرفی شهرضا11
2-3- وضعیت لرزه خیزی شهرضا12
2-3-1- دسته بندی زلزله های شهرضا12
2-3-2- بررسی گسل های اطراف شهرضا13
فصل سوم « روش تحقیق »
3-1. مقدمه18
3-1- 1- معرفی سازه ها18
3-2- معرفی انواع کاربری ها21
3-3-تعیین منحنی تقاضای سازه22
3-3-1- پارامتر های طیف پاسخ استاندارد طبق IBC-200622
3-3-2- طبقه بندی خاک بر اساس سرعت موج برشی24
3-4- منحنی ظرفیت27
3-5- عملکرد سازه تحت بارهای لرزه ای 30
3-6- تابع آسیب31
3-6-1- سطوح آسیب سازه ای32
3-7- برآورد خسارات اقتصادی 38
3-8- ارزیابی تلفات 40
3-9- محاسبه نسبت خسارت متوسط (MDR)44
3-10- آماده سازی داده ها 46
3-10-1- زیربنای ساخت 49
3-10-2- جمعیت 53
3-10-3- نوع خاک و پارامتر های لرزه ای 56
3-11- ارزیابی یک منطقه نمونه 62
فصل چهارم « بحث و بررسی نتایج ارزیابی خطر پذیری لرزه ای شهر شهرضا در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 »
فصل پنجم « نتیجه گیری و پیشنهادات »
5-1- نتیجه گیری83
5-2-ارائه پیشنهادات84
منابع 86
پیوست الف )معرفی نرم افزار SELENA
تاریخچه
پیوست ب ) نتایج تحلیل خطر پذیری لرزه ای شهر شهر ضا
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول (3-1): انواع سازه های شهر شهرضا18
جدول (3-2): طبقه بندی خاک براساس موج برشی24
جدول (3-3): ضرایب بازتاب خاک برای شتاب طیفی کوتاه و بلندIBC-2006 25
جدول (3-4): پارامترهای منحنی ظرفیت برای سطح طراحی Low code 30
جدول (3-5): پارامترهای منحنی ظرفیت برای سطح طراحیModerate Code 37
جدول (3-6): پارامترهای منحنی ظرفیت برای سطح طراحیLow Code 37
جدول (3-7): توزیع جمعیت در محل مورد مطالعه در زمان های مختلف طبقHazus 42
جدول (3-8): زیربنای سازه ها در مناطق 9 گانه شهر شهرضادر سال 1392 ( مترمربع) 49
جدول (3-9):جمعیت مناطق نه گانه شهرضا در سال 1392 53
جدول (3-10): شتاب طیفی 0,3 و 1,0 ثانیه مطابق استاندارد 2800 57
جدول (3-11): هزینه ساخت یک مترمربع سازه برحسب نوع کاربری 57
جدول (3-12): هزینه بازسازی یک مترمربع سازه برحسب نوع کاربری برحسب آسیب گسترده 58
جدول (3-13): هزینه بازسازی یک مترمربع سازه برحسب نوع کاربری برحسب آسیب کامل 59
جدول (3-14): هزینه بازسازی یک مترمربع سازه برحسب نوع کاربری برحسب آسیب متوسط 60
جدول (3-15): هزینه بازسازی یک مترمربع سازه برحسب نوع کاربری برحسب آسیب خفیف 61
جدول (3-16): پارامترهای لرزه ای زمین در منطقه نمونه 62
جدول (3-17): زیربنای سازه های نمونه براساس نوع سازه وکاربری 62
جدول (3-18): اطلاعات جمعیتی منطقه نمونه 64
جدول (3-19): آسیب جانی در اثر زلزله طرح 2800 در ساعت های مختلف در منطقه نمونه 64
جدول (3-20): نسبت متوسط خسارت به ازای هرسازه ونسبت متوسط خسارت منطقه 65
جدول (3-21): زیربنای سازه های منطقه نمونه براساس نوع آسیب 65
جدول (4-1): تلفات زلزله مناطق 9 گانه شهرضا براثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران(سال 1392) 74
جدول (4-2): خسارت اقتصادی بر اثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران (سال 1392) 78
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل (2-1): تصویر ماهواره ای پردازش شده ی محدوده ای به شعاع 100 کیلومتردراطراف13
شکل (2-2): تصویر ماهواره ای پردازش شده ازمحدوده مورد مطالعه همراه با گسل های فعال اصلی شناسایی شده 14
شکل (2-3): گسل شهرضاوشاخه های گسلی آن16
شکل (2-4): نقشه های مغناطیس هوایی محدوده ای به شعاع صد کیلومتردراطراف شهرضا همراه با گسل های اطراف اصلی16
شکل (3-1): طیف پاسخ استاندارد22
شکل (3-2): مقایسه طبقه بندی خاک براساس سرعت موج برشی24
شکل (3-3): منحنی ظرفیت سازه29
شکل (3-4): طیف پاسخ شتاب- جابجایی (ADRS)31
شکل (3-5): منحنی شکنندگی31
شکل (3-6): منحنی شکست سازه قاب خمشی بتنی متوسط برای آسیب گسترده38
شکل (3-7): موقعیت جغرافیایی شهرضا47
شکل (3-8): نقشه مرزبندی نواحی 9 گانه شهرضا48
شکل (3-9): زیربنای سازه های بنایی50
شکل (3-10): زیربنای سازه های بتنی51
شکل (3-11): زیربنای سازه های فولادی52
شکل (3-12): تراکم جمعیتی طبق سرشماری سال 139256
شکل (4-1): نسبت خسارت متوسط زلزله طرح استاندارد 2800 ایران به تفکیک مناطق68
شکل (4-2): زیربنای آسیب سازه ای ضعیف در سازه های بتنی دیواربرشی 3-1 طبقه در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران69

شکل (4-3): زیربنای آسیب سازه ای ضعیف درسازه های فولادی بادبندی 8-4 طبقه در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران70
شکل (4-4): زیربنای آسیب سازه ای متوسط درسازه های فولادی بادیوار برشی بتنی 8-4 طبقه در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران71
شکل (4-5): زیر بنای آسیب سازه ای گسترده در سازه های بتنی با قاب خمشی 3-1 طبقه در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران72
شکل (4-6): زیر بنای آسیب سازه ای کامل در سازه های فولادی قاب خمشی 3-1 طبقه در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران73
شکل (4-7): تلفات ساعت 2:00 بر اساس آمارسال 1392 در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران75
شکل (4-8): تلفات ساعت 10:00 بر اساس آمار سال 1392 در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران76
شکل (4-9): تلفات ساعت 17:00 براساس آمار سال 1392 در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران77
شکل (4-10): خسارت اقتصادی وارده براساس آمار سال 1392 در اثر زلزله طرح استاندارد 28 ایران79
شکل (4-11): تاثیر زیر بنای سازه های بنایی در افزایش آسیب های ناشی از زلزله طرح استاندارد 2800 ایران80
شکل (4-12): تاثیر زیربنای سازه های فولادی در افزایش آسیب ها در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران80
شکل (4-13): تاثیر زیربنای سازه های بتنی در افزایش آسیب ها در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران81
شکل (پ- ب- 1) : موقعیت جغرافیایی شهرضا
شکل(پ- ب- 2): مناطق شهرداری شهرضا
شکل(پ- ب- 3): توزیع جمعیت شهرضا
شکل(پ- ب- 4): زیربنای سازه های بنایی
شکل(پ- ب- 5): زیربنای سازه های بتنی
شکل(پ- ب- 6): زیربنای سازه های فولادی
شکل(پ- ب- 7): نسبت متوسط خسارت (MDRT)
شکل(پ- ب- 8): تعدادتلفات ساعت 2:00 دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 9): تعدادتلفات ساعت 10:00 دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 10): تعدادتلفات ساعت 17:00 دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 11): زیربنای بدون آسیب سازه ای سازه فولادی قاب خمشی 1-3 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 12): زیربنای آسیب سازه ای خفیف سازه فولادی قاب خمشی 1-3 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 13): )زیربنای آسیب سازه ای متوسط سازه فولادی قاب خمشی 1-3 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 14): زیربنای آسیب سازه ای گسترده سازه فولادی قاب خمشی 1-3 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 15): زیربنای آسیب سازه ای کامل سازه فولادی قاب خمشی 1-3 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 16): زیربنای بدون آسیب سازه ای سازه فولادی قاب خمشی 4-8 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 17): )زیربنای آسیب سازه ای خفیف سازه فولادی قاب خمشی 4-8 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 18): زیربنای آسیب سازه ای متوسط سازه فولادی قاب خمشی 4-8 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 19): زیربنای آسیب سازه ای گسترده سازه فولادی قاب خمشی 4-8 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 20): زیربنای آسیب سازه ای کامل سازه فولادی قاب خمشی 4-8 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
شکل(پ- ب- 21): زیربنای بدون آسیب سازه ای سازه فولادی بادبندی 1-3 طبقه دراثرزلزله طرح استاندارد 2800 ایران
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار (3-1): توزیع سازه های بتنی54
نمودار (3-2): توزیع سازه های فولادی54
نمودار (3-3): توزیع سازه های بنایی55
نمودار (3-4): جمعیت مناطق نه گانه شهر شهرضا در سال 139255
چکیده
برآورد تلفات وخسارات زلزله محتمل جهت کاهش خسارات وتلفات دریک منطقه همیشه حائزاهمیت بوده است.کشورهای مختلف روش های مختلفی را برای تحلیل لرزه پذیری برگزیده اند.اغلب این روشها آسیب سازه رابراساس شدت زلزله پیش بینی می کنند. تابع آسیب به دست امده دراین روش ازآزمایش هاوسوابق سازه ای درزلزله های قبلی بدست می آید.این روش اگرچه روش معتبری است ولی مشخصات مهندسی سازه درتحلیل خطرپذیری بطور کامل وارد نمی شود.دراین مطالعه ازروش HAZUS استفاده شده است، سطوح آسیب سازه بدست می آیدوازسطح آسیب بدست آمده تعداد تلفات وخسارات اقتصادی محاسبه می گردد.دراین مطالعه صرفاً تلفات وخسارات مربوط به آسیب های سازه ای بررسی شده است.نظربه اینکه تحلیل خطرپذیری ماهیت عددی وتکراری داردازنرم افزار SELENA به عنوان ابزار محاسبه استفاده شده است.
واژه‌های کلیدی: تحلیل خطرپذیری لرزه ای باروش HAZUS –طیف پاسخ –منحنی ظرفیت –منحنی شکنندگی -شهرضا
فصل اول
« مفاهیم پایه و کلیات »
1-1. مقدمه

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب(به صورت کاملا تصادفی و به صورت نمونه) با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود-این مطالب صرفا برای دمو می باشد

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

زلزله لرزش وجنبش زمین است که به علت آزادشدن انرژی ناشی از گسیختگی سریع در گسلهای پوسته زمین در مدت کمی رخ می دهد. زلزله شاخص ترین بلای طبیعی باخسارت وهزینه های بسیارجانی و مالی است که فکر آن هم کافی تا انسان رادچارنگرانی واضطراب کند، بخصوص اگردرمنطقه زلزله خیز هم باشد. زلزله می تواند منجربه تخریب ودرهم شکستن ساختمانها و پلها و نشت گاز شهری و اختلال درشبکه برق وتلفن گردد. به همین دلیل درزلزله علاوه برعوارض مستقیم ناشی ازتخریب باید منتظرعواقبی چون آتش سوزی وخفگی ناشی از گاز و انفجار باشیم.
خسارات اقتصادی اشکارترین عواقب ناشی از زلزله است که خود به دودسته خسارات مستقیم و غیرمستقیم طبقه بندی می شود. خسارتهای از قبیل خرابی ساختمانها، راهها وخطوط انتقال تاسیسات خسارات مستقیم هستند. وخسارات غیر مستقیم به خسارتهای گفته میشودکه به راحتی قابل اندازه گیری نیست مانند افت رونق اقتصادی در منطقه، و یا خسارات وارد به آثار وسازه های باستانی که حقیقتاً نمی توان مقدار آن را اندازه گیری کرد. البته زلزله تنها آزادشدن انرژی زمین است و به خودی خود فاجعه نیست ولی با توجه به رشد بی رویه شهرها وجمعیت مناطق، زلزله درمناطق پرجمعیت به یک فاجعه واقعی تبدیل می شودومسئله تراکم جمعیت درخسارات زمین لرزه بصورت مستقیم دخالت دارد. بطور متوسط درسراسرجهان سالانه دست کم یک زلزله بیش از 8 ریشتر رخ می دهد. به عنوان مثال درسال 2008 هیچ زلزله بالای 8 ریشتررخ نداد. ولی در سال 2007 میلادی 4 زلزله 8 ریشتری رخ داد. متاسفانه ویران کننده ترین زلزله ها معمولا در مناطق پرجمعیت رخ داده که هزینه های فاجعه را بالا برده است. بزرگترین زلزله های جهان در چند سال اخیر رخ داده است از سال 1900 تا 1990 بیش از 1100 زلزله کشنده در جهان رخ داده است که فجایع انسانی را بوجود آورده است . ایران از جمله کشورهای زلزله خیزاست که به دلیل موقعیت خاص جغرافیایی ، اقلیمی و مکانی خوددرمعرض زمین لرزه های متعدد وشدید قراردارد ودرطول دوران های مختلف تاریخی زلزله های مهیب باخسارت بالارا شاهد بوده است. زمین لرزه رودبار و منجیل و زمین لرزه بم ازمخرب ترین زمین لرزه های ایران در چند دهه اخیراست. اولین زلزله ثبت شده در تاریخ برای تهران مربوط به 400 سال پیش از میلاد است که باقدرت 6.7 ریشترمنطقه ری وایوانکی را لرزانده است. لذا مطالعات، کارشناسی وتمهیدات و آموزش های لازم دراین امر بیش از بیش ضروری می نماید. آیین نامه های ساختمانی در جهت بهبود مقاومت لرزه ای سازه ها همگام با پیشرفت دانش بشری درحال تکمیل است ، که این امردرآیین نامه ها ومقررات ملی ساختمانی ایران نیزدیده می شود. البته مکانیزم خرابی ونحوه شکست برخی ازسازه هایی که ضوابط آیین نامه ای در مورد آن اجرا شده است، نیز تجربه های ارزشمندی برای مهندسین وطراحان به همراه آورده ومنجربه تغییر وتحولاتی عمیق در آیین نامه های طراحی شده است. ازطرف دیگر باتوجه به این واقعیت که تعداد کثیری ازساختمانهای موجود نیز در هنگام ساخت ضوابط آیین نامه های جاری درهمان زمان رارعایت نکرده اند، موضوع آسیب پذیری لرزه ای ساختمانهای موجود می تواند از اهمیت بالایی برخوردار باشد. نتیجه این بررسی کمک بسیاربزرگی درزمان پس از زمین لرزه خواهد بود. پیش بینی های شدت آسیب در مناطق مختلف واولویتهای امداد باعث تسریع درامرکمک رسانی خواهد شد. در ایران علی الخصوص درشهرهای کوچک باتوجه به قدمت ساخت سازه های بنایی یا آجری که باسیستم دیوار باربر ساخته می شود زیاد به چشم می خورد و باتوجه به اینکه عمده فروریزش ها درساختمانهای سازه بنایی اتفاق می افتد، لذا اهمیت ارزیابی خطرپذیری سازه ها مشخص می شود. البته باتوجه به ساخت وسازهای جدید سازه های بنایی کم کم جای خودرابه سازه های بتنی وفولادی می دهند. این سازه ها با توجه به رعایت بیشترضوابط آیین نامه احتمال فروریزش کمتری نسبت به سازه های بنایی دارند. البته باید توجه داشت که در صورت فروریزش این سازه ها تلفات به مراتب بیشترخواهد بود. پس ارزیابی خطرپذیری لرزه ای برای کلیه سازه های موجودکمک بسیار بزرگی خواهد بود. تخمین آسیب های آینده برای کسانی که با مدیریت شهری در مناطق زلزله خیز سروکاردارند ازاهمیت ویژه ای برخورداراست.
1-2. ضرورت ارزیابی خطرپذیری لرزه ای
بسیاری از روابط و ضرایب با توجه به زلزله های گذشته و سوابق آسیب پذیری بدست می آیند، که در این مرحله از روش های علمی نیز جهت تایید نتایج استفاده می گردد. ارزیابی خطرپذیری لرزه ای یک سایت هم از لحاظ تاثیرات کوتاه مدت و هم از لحاظ تاثیرات بلند مدت حائز اهمیت می باشد. از نظر اهمیت کوتاه مدت می توان به موارد زیر اشاره کرد. در برنامه ریزی های شهری و مدیریت شهری یکی از مهمترین دغدغه های مسئولیتی حفظ ساختار موجود می باشد، که در این رابطه باید با آگاهی از آسیب پذیری سازه ها و زیر ساخت ها در جهت تقویت آنها اقدام شود و همچنین در بعضی مواقع که سازه هایی وجود دارند که قابل تقویت کردن و مقاوم سازی نیستند و احتمال بروز آسیب های گسترده برای سازه های دیگر را دارند باید تخریب شوند. برای ساخت و سازهای جدید بر اساس آسیب پذیری سازه ها محدودیت هایی اعمال می گردد. همچنین ظرفیت های امداد رسانی باید با توجه به تلفات پیش بینی شده آماده سازی می گردند. علاوه بر این باید پذیرفت که وقوع زلزله دور از تصور نیست و در صورت وقوع زلزله شدید احتمال بروز خرابی های گسترده وجود دارد. جمع آوری و انتقال آوار باید در سریع ترین زمان ممکن اتفاق افتد زیرا در صورت باقی ماندن نخاله در شهر باعث بروز آلودگی ها و شیوع بیماری های مختلفی می گردد. لذا تعیین گودهای مجاز جهت انتقال آوار یکی از ضرورت ها می باشد. حجم آوار و نوع آنها از تحلیل خطر پذیری بدست می آید. با توجه به وجود تکنولوژی های مختلف در زمینه بازیافت نخاله ها، تعیین و تفکیک محل نخاله های آهنی و بتنی می تواند روند بازیافت را سرعت بخشد و از این طریق بخشی از سرمایه ملی بازگردانده شود. از دید بلند مدت باید به هر زلزله بعنوان آزمایشگاهی جهت بررسی و اعتبار سنجی روش های استفاده شده در پیش بینی آسیب ها و تلفات پرداخت، بنابراین ارزیابی سالانه خطرپذیری لرزه ای و همچنین تنوع در ناحیه بندی مناطق مختلف برای رسیدن به یک پیش بینی آسیب و تلفات دقیق اهمیت دو چندان می یابد.
1-3. انتخاب روش و نرم افزار
ارزیابی خطرپذیری لرزه ای در کشورهای مختلف با روش ها و نرم افزارهای مختلفی انجام می پذیرد. این روش ها یا مبتنی بر سابقه تاریخی و آسیب پذیری مناطق بنا نهاده شده اند و یا اینکه از مشخصات مهندسی تک تک سازه ها استفاده می کنند. در سال 2000 آژانس همکاری های بین المللی ژاپن با همکاری مرکز مطالعات زلزله و زیست محیطی تهران بزرگ ارزیابی از شرایط موجود شهر تهران جهت تحلیل خطر پذیری زلزله را انجام دادند. این مطالعه بر اساس شدت زمین لرزه انجام شده است. در این تحقیق مشخصات مهندسی سازه ها در ارزیابی صحیح آسیب های وارده بر سازه ها در نظر گرفته شده و در نرم افزار اعمال شده اند. روش استفاده شده در این تحقیق روش HAZARD US می باشد. این روش که درحقیقت دستورالعمل نرم افزار می باشد، اگرچه بسیار کامل و به تفصیل مستند شده است ولی با توجه به اینکه نرم افزار برای ایالات متحده آمریکا خصوصی سازی شده است، امکان استفاده از نرم افزار در مناطق دیگر وجود ندارد. بنابراین از نرم افزار SELENA استفاده شده است. با توجه به عدم دسته بندی مناسب سازه های موجود از تقسیم بندی سازه ها در HAZUS استفاده شده است.
1-4. اهداف
اگرچه تعیین دقیق زمان وقوع زلزله امکان پذیر نیست ولی بزرگا و شدت خسارت وارده با توجه به گسلها و سوابق لرزه ای قابل تعیین است. در این مطالعه وضعیت سازه ای و پیشرفت ساخت و ساز در سال 1392 بررسی شده است و هدف از این مطالعه بررسی آسیب پذیری شهر شهرضا در اثر زلزله طرح 2800 ایران می باشد. در سالهای اخیر تعدادی ازبافتهای فرسوده شهرضا با سازه های بتنی وفولادی جایگزین شده اند. با توجه به بررسی هایی که در این مطالعه انجام خواهد شد ، مشخص می شود که آیا جایگزینی بافت های فرسوده تاثیر مورد نظر را از لحاظ کاهش خسارت اقتصادی و جانی را داشته است یا اینکه برنامه بهسازی لرزه ای باید با کمی تغییرات در روند آن ادامه یابد.
همچنین در این مطالعه آسیب پذیری کل سازه ها با توجه به منطقه (نوع خاک) بدست می آید و این نشان می دهد که ساخت و ساز انواع سازه ها در چه مناطقی از لحاظ آسیب پذیری مناسب و در چه مناطقی نامناسب می باشد. خسارت اقتصادی سازه ای ناشی از زلزله محتمل نه براساس تقریب بلکه بر پایه اطلاعات دقیق و زیر بنای آسیب دیده بدست می آید. از دیگر مواردی که در این مطالعه به آن پرداخته خواهد شد، تعداد تلفات ناشی از زلزله می باشد. تعیین تعداد نفرات آسیب دیده در مناطق مختلف برای برنامه ریزی های امدادی و همچنین مراقبت های پس از زمین لرزه بسیار حائز اهمیت است. نسبت خسارت متوسط به تفکیک 9 منطقه شهرضا درسال 1392 بررسی شده وروند بهسازی لرزه ای ارزیابی می گردد.
1-5. ساختار کلی تحقیق

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

دراین تحقیق اطلاعات جمعیت طبق آخرین سرشماری سال1391-1392 از سازمان آمار، واطلاعات ساخت وسازطبق آخرین اطلاعات سال 1392 ازشهرداری وبقیه اطلاعات ازسازمانهای مربوطه بدست امده است. این اطلاعات شامل زیربنای سازه هابه تفکیک نوع سازه هاشامل سه نوع سازه های آجری، بتنی و فولادی برای 6 نوع کاربری شامل کاربریهای اداری،آموزشی،خدماتی، بهداشتی،مسکونی وتجاری با طبقه بندی تعدادطبقات 1- 3 سقف ،4- 8 سقف و 8 سقف به بالاانجام شده است. همچنین جمعیت ،نوع خاک و شتاب طیفی مشخص شده است. روش استفاده شده در این تحقیق روش HAZARD US است. دراین روش منحنی پاسخ براساس نوع خاک واستاندارد 2006IBC- بدست امده واثرمیرایی سازه هاباروش ذکرشده درFEMA 440 اعمال می گردد. منحنی ظرفیت ازجداول HAZUS بدست امده ودرنهایت عملکردسازه تعیین می گردد. با توجه به اطلاعات بدست امده واطلاعات قبلی زیربنای آسیب دیده وهمچنین تعدادافرادآسیب دیده تعیین می گردند. درقدم بعدی نسبت آسیب متوسط برای هریک ازسازه هاومناطق بدست می آید . نمودارهای آسیب پذیری به تفکیک مناطق ارایه می شوند. جهت ارایه نتایج ازنرم افزارARCGIS 10 استفاده شده است. در ارزیابی خطرپذیری لرزه ای اطلاعات موجودمنطقه ازاهمیت . ویژه ای برخورداراست.
فصل دوم
« تاریخچه تحقیق »
2-1- مقدمه
بسیاری از مطالعات تحلیل خطرپذیری بعد از زلزله Sanfernando 1971 آغاز شد].2[
تمرکز اصلی این مطالعات بر تلفات جانی بود .در سال های اخیر تمرکز اصلی بر روی راهها ،سیستم های ارتباطی وشریان های حیاتی می باشد. ابتدا در انستیتو ملی علوم ساختمانی، نرم افزاری را برای آژانس مدیریت بحران فدرال در راستای پیش بینی آسیب پس از زلزله معرفی و رونمایی کرد. کاربردهای این نرم افزار عبارت است:
پیش بینی ماهیت طبیعی فاجعه زلزله و طرح ریزی پاسخ های سریع جهت مقابله با آن
برنامه ریزی های تکمیلی جهت بازسازی بعد از فاجعه
کاهش نتایج مخرب ناشی از زلزله
در این روش با توجه سناریو محتمل زلزله ، آسیب ها در یک شهر ویا یک منطقه بدست می آید. نتایج این مطالعات عبارت است ازمحل ومقادیر دقیق آسیب ها.
پیش بینی آسیب ها شامل موارد زیر است:
تخمین کمی آسیب ها به عبارتی هزینه های مستقیم تعمیر و جایگزینی ساختمانهای آسیب دیده و اجزای شریان های حیاتی، هزینه های مستقیم در رابطه با از بین رفتن عملکرد (شامل تجدید فعالیت ومکان یابی جدید) تلفات جانی، جابجایی افراد از مناطق حادثه دیده به مناطق جدید، حجم آوار و تاثیرات اقتصادی محلی
آسیب های عملکردی عبارت است از: ازبین رفتن کارایی وزمان تجدید و بازسازی برای تاسیسات حیاتی مانند بیمارستان ها، سیستم های حمل و نقل، شریان های حیاتی وهمچنین ارزیابی کارایی سیستم های توزیع برق و آب اشامیدنی
آسیب های ناشی از توسعه فاجعه مانند : توسعه آتش سوزی پس از زلزله و امکان وقوع سیلاب پس از زلزله و موقعیت نامناسب بازماندگان، احتمال وقوع آسیب در مکان های خطرناک مانند انبار مواد سمی و نیروگاه های اتمی و عدم ایمنی مناسب بازماندگان.
بدلیل اینکه HAZUS برای آمریکا خصوصی سازی شده است و امکان استفاده از آن در مناطق دیگر وجود نداشت محققان در کشورهای مختلف بر آن شدند که دستورالعمل HAZUS را برای مناطق خود پیاده سازی کنند. در این میان نرم افزارهای مختلفی معرفی شدند که می توان به SELENA,ELER,QLARM,CEDIM, CAPRA اشاره کرد[3].
روشی که در گزارش جایکا در بدست آوردن تابع آسیب استفاده می شود ، روش خسارت بر مبنای شدت زلزله است. این روش در بسیاری از مناطق کاربرد دارد ولی عموماً روشی است که بر مبنای اطلاعات گذشته و تجربیات در زلزله های قبلی بدست می آید. روشی که در این مطالعه از آن استفاده خواهد شد روش طیف جابه جایی می باشد. برخلاف روش شدت زلزله این روش بیشتر مبتنی بر مشخصات مهندسی سازه است تاداده های قبلی همچنین گزارش جایکا براساس تعداد سازه هاست که ارزیابی خسارات اقتصادی را با مشکل مواجه می سازد.این مطالعه براساس زیربنای ساخت می باشد لذا آسیب های اقتصادی وارد شده برحسب مترمربع قابل ارزیابی و ارائه می باشد.
2-2- معرفی شهرضا
شهرضا یکی از شهرهای استان اصفهان است.این شهر در 75 کیلومتری جنوب غربی اصفهان واقع شده است. این شهر باسابقه طولانی از جمله شهرهای قدیمی و با اهمیت استان اصفهان است. شهرضا درزمره شهرهای با خطر نسبی بالا از نظر زلزله خیزی است.بافت قدیم شهربارهاتجدید بناشده است.نام قدیم آن قمشه بوده است. بررسی های تاریخی وجودآثاری ازگذشته های دوررانشان می دهدکه قبل از ورود لشکریان اسلام این مکان قریه ای آباد بوده است.این شهرستان با موقعیت جغرافیایی خاص برسرراه پنج استان کشور یعنی استان های چهارمحال وبختیاری،یزد، فارس،اصفهان، کهکیلویه وبویراحمد قرار گرفته است. مساحت شهرستان 3984کیلومترمربع ومیانگین ارتفاع ازسطح دریا حدود 1856 متراست.
2-3- وضعیت لرزه خیزی شهرضا
شهرضا جزو شهرهای زلزله خیزکشوراست.شهرضا در پهنه ساختاری سنندج-سیرجان ودرنزدیکی پهنه زاگرس مرتفع قرار گرفته است و به دلیل داشتن زمین لرزه های متعدد وگسل های پی سنگی،بررسی لرزه خیزی ان دارای اهمیت می باشد. شهرضادارای سابقه بروززمین لرزه های تاریخی می باشد. ازسال 1928 میلادی تاکنون حدود چند صد زلزله با بزرگی 2 الی 6.5 ریشتردرشهرضا اتفاق افتاده است.که لزوم بررسی وضعیت لرزه ای وتحلیل خطرپذیری این شهر را مشخص می کند[4].
2-3-1-دسته بندی زلزله های شهرضا
بررسی اولیه وضعیت لرزه خیزی ناحیه شهرضاتوسط جمع اوری داده های زمین لرزه ای ثبت شده ازسال های 1928 الی 2012 توسط پزوهشگاه بین المللی زلزله شناسی ومهندسی زلزله انجام شده است.همچنین دربررسی ثانویه برداشت فعالیتهای لرزه ای طی سال های 1928 الی 2009 توسط پایگاه لرزه نگاری موسسه زئوفیزیک دانشگاه تهران انجام شده است.این داده ها دارای بزرگی های متفاوت بوده وبادوایری باشعاع های مختلف وبه ترتیب با رنگهای آبی تیره وزرددر نه دسته نمایش داده شده اند(شکل2-1). دسته اول دارای بزرگی 2 الی 2.5 ریشتر، دسته دوم دارای بزرگی بین 2.5 الی 3 ریشتر، دسته سوم بین 3 الی 3.5 ریشترو….تا دسته نهم که دارای 6 الی 6.5 ریشتر می باشد]4.[ با بررسی هر دو دسته داده های لرزه ای مشاهده می شود که هماهنگی خوبی بین انها دیده می شود(شکل2-1).
شکل (1-2) تصویر ماهواره ای پردازش شده ی محدوده ای به شعاع 100 کیلومتردراطراف شهرضا همراه با گسل های فعال اصلی شناسایی شده ونمایش کانون سطحی که لرزه های ثبت شده توسط پزوهشگاه بین المللی زلزله شناسی ومهندسی زلزله با رنگ آبی تیره وپایگاه لرزه نگاری موسسه زئوفیزیک دانشگاه تهران با رنگ زرد.[4]
2-3-2- بررسی گسل های اطراف شهرضا
باتوجه به سابقه لرزه خیزی شهرضا و باتوجه به اینکه مهم ترین قدم درمطالعات لرزه ای شناسایی گسل ها می باشد، اهمیت شناسایی گسل های این محدوده مشخص می شود. باپردازش تصاویرماهواره ای،مطالعات صحرایی و به کارگیری که لرزه های ثبت شده درشعاع صدکیلومتری شهرضا وضعیت گسل های آن بررسی شده است در این محدوده تعداد زیادی گسل از جمله 22 گسل فعال مهم شناسایی شده است. این گسل هاده ها تا صد هاکیلومتر درازا داشته وغالباً در شش دسته اصلی با راستای مختلف قرار گرفته است:
1-گسل هایی با راستای 120 الی 130 درجه
2-گسل هایی با راستای 70 درجه
3-گسل هایی با راستای شمالی-جنوبی
4-گسل هایی با راستای 150 درجه
5-گسل هایی با راستای شرقی
6-گسل هایی با راستای 35 درجه
تصویر ماهواره ای این گسلها در شکل (2-2) نشان داده شده است[4].
شکل (2-2) تصویر ماهواره ای پردازش شده ازمحدوده مورد مطالعه همراه با گسل های فعال اصلی شناسایی شده[4].
از 22 گسل شناخته شده در اطراف شهرضاگسل هایی که دارای طول بیشتر از 80 کیلومتر هستند جهت محاسبات و تحلیل خطر لرزه ای انتخاب شده است .دراینجا به بررسی چند گسل فعال و مهم می پردازیم:
گسل شمال شهرضا(F37): این گسل با طول نزدیک به 130 کیلومتر درازا در جنوب منطقه قرار گرفته است. انتهای جنوب غربی این گسل در شهر گندمان به گسل F53 می رسد. بخش جنوب غربی این گسل روند کلی ارتفاعات منطقه را قطع کرده و دره گسلی بین همگین و گندمان را ایجاد کرده است. در اثر عملکرد این گسل روند کلی ارتفاعات غرب دهاقان وهمچنین گسل های موازی با ارتفاعات دچارتغییرراستاشده اند. بخش شمال شرقی این گسل بعد از دهاقان غالبا مرز بین ارتفاعات ساخته شده از واحد های به سن پرمین، تریاس و کرتاسه وابرفتهای دشت را می سازند. در این گسل میزان حداکثربزرگی زمین لرزه احتمالی 7.2 ریشتروبیشینه شتاب افقی 32.شتاب ثقل زمین به دست آمده است [4].
گسل شهرضا(F44): گسل شهرضا با روند NW-SE وسازوکارمعکوس و امتداد لغزراستگرد مرز غربی ارتفاعات شهرضا را تشکیل میدهد.امتداداین گسل 320 وشیب ان بین 60 تا 70 به سمت شمال شرق اندازه گیری شده است. این گسل مرز غربی ارتفاعات بین شهرضا و رامشه را تشکیل می دهد.این گسل از نواحی شمال شهرضا تا جنوب شرق ایزدخواست به طول 140 کیلومتر کشیده شده است وبر اساس شواهد لرزه ای موجود گسلی فعال به شمار می رود.سرعت حرکت گسل شهرضابه میزان 1.1 میلی متر در سال محاسبه گردیده است. این گسل در سال های اخیرزمین لرزه های با بزرگی 5 ریشتر را نیز تولید نموده است.در این گسل میزان حداکثر بزرگی زمین لرزه احتمالی 7.28 ریشتر و بیشینه شتاب افقی 36 شتاب ثقل زمین بدست آمده است [4].
گسل دهاقان(F54): گسل دهاقان باروند NW-SEو با سازوکارمعکوس و امتداد لغزراستگرد مرزغربی ارتفاعات شهرضا راتشکیل می دهد. این گسل در مطالعات شهرکرد و ایزدخواست تشخیص داده شده است. این گسل با طول 250 کیلومتردارای امتداد 145درجه وشیب 60 تا 55 به سمت جنوب غربی می باشد و از نظر لرزه ای گسلی فعال است. میزان لغزش این گسل در حدود 2.5 تا 4.5 میلی متر درسال محاسبه شده است. در این گسل میزان حداکثر بزرگی زمین لرزه احتمالی 7.33 ریشترو بیشینه شتاب افقی34 شتاب ثقل زمین بدست آمده است (شکل2-3 ).
شکل (3-2) گسل شهرضاوشاخه های گسلی آن[4]
شکل (4-2)نقشه های مغناطیس هوایی محدوده ای به شعاع صد کیلومتردراطراف شهرضاهمراه با گسل های اطراف اصلی[4]
فصل سوم
« روش تحقیق »
3-1- مقدمه
در این مطالعه از نرم افزار SELENA ver6 استفاده شده است. این نرم افزار برپایه اصول روش HAZUS نوشته شده است و در سال 2007 با همکاری اسپانیا و نروژ تولید گشته و در سال 2010 نسخه 5 آن ارائه گردیده است. نرم افزار بصورت رایگان بوده و تحت زبان برنامه نویسی MATLAB اجرا می گردد. سازه ها به انواع و کاربری های مختلف تقسیم شده اند و اطلاعات هر منطقه از داده ها و سرشماری های سال 1392 مرکز آمار ایران و نقشه GIS شهر شهرضا بدست آمده است. روش استفاده شده در این مطالعه مطابق استاندارد روز بوده و در حال حاضر نیز بر اساس تحلیل خطر پذیری در ایالات متحده می باشد، با این تفاوت که در این مطالعه بدلیل عدم وجود داده در مورد اجزای غیرسازه ای صرفاً تلفات و خسارات ناشی از اجزای سازه ای محاسبه شده است.
3-1-1- معرفی سازه ها
در جدول( 1-3) ، 17 نوع سازه وجود دارد که از 36 نوع سازه موجود در HAZUS برای شهر شهرضا انتخاب شده اند[6].
جدول(3-1)انواع سازه های شهرشهرضا
ردیف
برچسب
توضیحاتارتفاعمحدودهمیانگیننوعطبقاتطبقاتارتفاع1S1Lسازه های فولادی قاب خمشی 1 تا 3 طبقهکوتاه3-127.22S1Mسازه های فولادی قاب خمشی 4 تا 8 طبقهمتوسط8-45183S1Hسازه های فولادی قاب خمشی بیش از 8 طبقهبلند8+1346.84S2Lسازه های فولادی بادبندی 1 تا 3 طبقهکوتاه3-127.25S2Mسازه های فولادی بادبندی 4 تا 8 طبقهمتوسط8-45186S2Hسازه های فولادی بادبندی بیش از 8 طبقهبلند8+1346.87S4Lسازه های فولادی با دیوار برشی 1 تا 3 طبقهکوتاه3-127.28S4Mسازه های فولادی با دیوار برشی 4 تا 8 طبقهمتوسط8-45189S4Hسازه های فولادی با دیوار برشی بیش از 8 طبقهبلند8+1346.810C1Lسازه های بتنی قاب خمشی 1 تا 3 طبقهکوتاه3-127.211C1Mسازه های بتنی قاب خمشی 4 تا 8 طبقهمتوسط8-451812C1Hسازه های بتنی قاب خمشی بیش از 8 طبقهبلند8+1346.813C2Lسازه های بتنی با دیوار برشی 1تا3 طبقهکوتاه3-127.214C2Mسازه های بتنی با دیوار برشی 4تا8 طبقهمتوسط8-451815C2Hسازه های بتنی با دیوار برشی بیش از8 طبقهبلند8+1346.816URMLسازه های بنایی کوتاهکوتاه2-114.517URMMسازه های بنایی متوسطمتوسط3+310.5
ساختمان های فولادی قاب خمشی(1S)
این نوع سازه ها دارای قاب فولادی تیر ستونی هستند. اتصالات تیر به ستون این سازه ها برای مهار لنگر خمشی ناشی از بارگذاری جانبی طراحی می شوند. اغلب قاب سازه ای در خارج از ساختمان توسط دیوار و نماها و در داخل ساختمان توسط دیوار وپانل پوشیده می شود. دیافراگم وظیفه انتقال بار به قاب های خمشی را دارند. دیافراگم این سازه ها می تواند از مصالح مختلفی تشکیل گردد. ( طاق ضربی، دال بتنی وتیرچه بلوک) سختی سازه از سختی اتصالات مقاوم در مقابل خمش بدست می آید. قابهای مقاوم در هر کجای سازه می توانند قرار داشته باشند. ستونها اغلب در یک جهت قوی و در جهت دیگر ضعیف هستند. سازه های قاب خمشی فولادی نسبت به دیوار برشی انعطاف پذیرتر هستند. بنابراین جابجایی بین طبقات درآنها بیشتر است لذا آسیب غیر سازه ای در آنها بیشتر است.
سازه های فولادی بادبندی (S2)
این سازه ها همانند قاب خمشی هستند وتفاوت آنها در سیستم بار برجانبی می باشد که به جای قاب خمشی از قاب مهار بندی شده استفاده می شود.
ساختمان با قاب فولادی و دیوار برشی بتنی (S4)
این سازه متشکل از قاب های فولادی هستند که دیوار های بتنی در بعضی از دهانه ها اجرا می گردد.حمل بارقائم بر عهده ستون های فولادی وحمل بار افقی برعهده دیوار برشی بتنی می باشد.
دیافراگم سازه بار جانبی را به این دیوار ها منتقل می کند.بسته به نوع اتصال تیر به ستون سیستم قاب فلزی می تواند درحمل بار جانبی به عنوان سیستم ثانویه عمل کند. در سیستم های دوگانه پیشرفته طراحی به گونه ای انجام می گیرد که درصدی از بارجانبی بر عهده دیوار برشی ودرصدی برعهده قاب خمشی فولادی می باشد.
سازه بتنی مسلح قاب خمشی (C1)
این سازه مشابه قاب خمشی فولادی می باشد با این تفاوت که به جای فولاد در تیر وستون از بتن مسلح استفاده می شود. گسترده تنوع این ساختمان ها زیاد است. بعضی از ساز های قاب خمشی بتن مسلح قدیمی ممکن است به صورت ترد باشند و رفتار شکننده ای در مقابل زلزله داشته باشند، که در این حالت می تواند منجر به فروریزش کلی سازه در زمان زلزله باشند، اما در طراحی های جدید بخصوص در مکان های با خطرلرزه پذیری بالا این سازه ها به صورت شکل پذیر طراحی می شوند و در حین زلزله می توانند بدون خرابی ترد جابجایی هایی بین طبقه ای انجام دهند.
سازه های بتنی با دیوار برشی(C2)
در این سازه ها سیستم بار برجانبی لرزه ای دیوار برشی می باشد که اغلب بار قائم نیز حمل می کند. در ساز ه های قدیمی تر این دیوارها ضخیم اجرا شده اند ولذا تنش زیادی متحمل نمی شود وآرماتور بندی سبکی دارند. اما در طراحی جدید با توجه به المان مرزی این دیوارها بهینه شده اند.
ساختمان با دیوار باربر بنایی غیر مسلح(URM)
این سازه ها شامل اعضای سازه ای هستند که با توجه به سال ساخت ومحل ساخت متغییر هستند. در سازه هایی که قبل از 1900 ساخته اند مصالح سقف از الوار وپانل چوبی تشکیل یافته است. دیوارهای این سازه ها غیر مسلح بوده وسقف ها اغلب از انسجام مناسب برخوردار نیستند. اتصال دیوار به سقف وجود ندارد. به علت بافت فرسوده در مرکزشهرشهرضا اغلب سازه های قدیمی از این نوع هستند .
در این مطالعه 20 درصد سازه ها ی فولادی قاب خمشی، 70 درصد بادبندی و 10 درصد با دیوار برشی درنظر گرفته شده اند. همچنین 85 درصدازسازه های بتنی3-1طبقه قاب خمشی و15درصددیواربرشی و40درصدازسازه های 8-4 طبقه بتنی، قاب خمشی و60درصد دیواربرشی درنظرگرفته شده است .درمورد سازه های بنایی 70درصد 1طبقه و30درصدان2و3 طبقه در نظر گرفته شده است.
3-2- معرفی انواع کاربری ها
تلفات جانی و خسارت اقتصادی با توجه کاربری سازه ها متفاوت است. در این مطالعه6 نوع کاربری عمده سازه ها درشهرضا در نظر گرفته شده اند. این موارد به شرح زیر می باشد:
مسکونی (RES)
تجاری (COM1)
بهداشتی (COM6)
خدماتی (COM3)
اداری (GOV)
آموزشی (EDU)
زیربنای این کاربری ها به تفکیک در گزارش مرکز آمار ذکر شده است.
3-3 تعیین منحنی تقاضای سازه

3-3-1-پارامترهای طیف پاسخ استاندارد طبق IBC2006 –
در زمین های آبرفتی حرکت لرزه ای زمین در سطح زمین هم از لحاظ دامنه و هم از لحاظ محتوای فرکانسی تغییر می یابد. ضریب بازتاب مناسب وپریود گوشه که اساساً شکل طیف طراحی برای خاک های مختلف را مشخص می کند در آیین نامه های مختلف آمده است. در این مطالعه از آیین نامه IBC-2006 ]7[ استفاده شده است.
در این روش حرکت زمین با استفاده از شکل طیف پاسخ استاندارد شده که در IBC ارائه شده است به چهار قسمت تقسیم می گرددکه عبارتند از: PGA ، منطقه شتاب طیفی ثابت از پریود صفر تا TAV، منطقه سرعت طیفی ثابت از TAV تا TVD و منطقه جابه جایی طیفی ثابت که پریود بیشتر از TVDمی باشد.
شکل(3-1) طیف پاسخ استاندارد[6]
منطقه شتاب طیفی ثابت توسط شتاب طیفی در پریود ارتعاشی 0.3 ثانیه تعریف می گردد. در منطقه سرعت طیفی ثابت شتاب طیفی متناسب 1/T است و بر روی شتاب طیفی در پریود ارتعاشی 1.0 ثانیه ثابت شده است. در حالت کلی طیف طراحی الاستیک توسط روابط زیر تعیین می شود.[7]


پاسخ دهید