در این کتاب می خوانید:
کلیات و تعاریف
طیف طرح
ملاحظات معماری
ملاحظات ژئوتکنیکی
روش استاتیکی معادل
پیچش
لنگر واژگونی
مؤلفه قائم زلزله
تحلیل دینامیکی
دیافراگم سقف
سخن مؤلف
با توجه به لرزه‌خیزی کشور ایران باید به دروس و سرفصل‌های مربوط به مهندسی زلزله و طراحی ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله توجه خاصی شود. تدوین کتاب‌های درسی منطبق با سرفصل‌های مناسب از فعالیت‌های مهم در این راستا است. به منظور انجام وظيفه در راستاي اين رسالت، اينجانب بر آن شدم تا بر اساس دستاوردهاي مهندسي زلزله و با توجه به تجربيات مربوط به زلزله هاي گذشته، دوره ی «دستنامه ی مهندسي زلزله» را به جامعه ی مهندسي عمران و معماري کشور تقديم کنم. اين دوره شامل مجموعه ی نسبتاً کاملي از مطالب علمي اين زمينه است. کتاب حاضر چهارمین کتاب از اين سري بوده و در ده فصل و دو پیوست تدوين شده است.
هدف از درس مهندسی زلزله این است که دانشجویان و مهندسان با مفاهیم بارگذاری و طراحی لرزه‌ای آشنا شوند. برای استفاده از آیین‌نامه‌ها و ضوابط لرزه‌ای باید با این مفاهیم آشنا بود. سرفصل درس «مبانی مهندسی زلزله» طوری است که به نظر می‌رسد باید به مباحث آیین‌نامه‌ای به طور حاشیه‌ای پرداخته شود. در حالي که دانشجو باید در این درس با مفاهیم و کاربردهای ارتعاشات سیستم‌های یک و چند درجه آزادی در حدی آشنا شود که بتواند با مباحث آیین‌نامه‌ای مواجه شود. به‌منظور رسیدن به این هدف کتاب مستقلی در زمینه مباحث آیین‌نامه‌ای تدوین شده است تا دانشجویان به‌طور مفصل به سرفصل‌های مربوطه بپردازند. نکته مهم در ارائه درس «مبانی مهندسی زلزله» این است که:
هدف از این درس، گذارندن دینامیک سازه مقدماتی نیست؛
قبل از گذراندن درس «دینامیک سازه ها» باید با ریاضیات پیشرفته مهندسی آشنا شد و اصولاً ديناميك و ارتعاشات سازه‌ها مقدمه‌اي بر فهم فلسفه تحليل و طراحي لرزه‌اي است. آنچه در مقطع کارشناسی باید مورد توجه و هدف قرار گیرد، توجه‌دادن دانشجویان به آیین‌نامه‌های بارگذاری لرزه‌ای و طراحی است.
این کتاب با هدف آشنایی دانشجویان با ملاحظات آیین‌نامه‌ای زلزله تدوین شده است. چنين منبعي مي تواند علاوه بر استفاده هاي آموزشي در دانشگاه، مورد استفاده ی مهندسان نیز قرار گيرد. امید است این کتاب قسمتی از نیازهای جامعه ی دانشگاهی و مهندسی عمران کشور را برطرف کند.
نمونه‌خواني اوليه كتاب توسط سركار خانم الميرا شوشتري انجام شده است، از همكاري صميمانه ايشان تقدير مي‌شود.
از تلاش سركار خانم فاطمه نوروزي در صفحه‌آرايي كتاب تقدير مي‌شود. آقایان رحیم شوقی و علي افضلي‌فرد، در بازخوانی و ویرایش متن كتاب مساعدت قابل‌ملاحظه‌ای انجام دادند، از همكاري ايشان صميمانه تشكر مي‌شود. آقاي محمد کرمی شاهنده کمک بی شائبه ای در فرآیند تولید این کتاب داشته اند. از لطف ایشان صمیمانه تشکر می شود. آقای مجیدرضا زروئی مدیرعامل این انتشاراتی با دقت فراوانی فرآیند تولید کتاب را پی گیری می کنند؛ از حوصله و زحمات این عزیزان تقدیر می شود.
از اساتید، دانشجویان و مهندسان محترم تقاضا می شود که نظرات و پیشنهادات خود را برای اصلاح و رفع نقایص کتاب ارسال فرمایند. پیشاپیش از تمامی منتقدان و پیشنهاد‌دهندگان که اینجانب را مورد منت قرار داده و زحمت ارسال نظرات خود را تقبل می‌کنند، صمیمانه تشکر می‌شود.
محمدرضا تابش پور
tabeshpour@sharif.edu
فهرست مطالب
فصل 1 كليات و تعاريف 1
1.1 لرزه‌شناسي (Seismology) 2
1.2 تكنونيك (زمين ساخت) صفحه‌اي (Plate Techtonics) 2
1.3 تئوري بازگشت ارتجاعي (Elastic Rebound Theory) 4
1.4 امواج لرزه اي 5
1.5 انتشار امواج 7
1.6 بزرگاي محلي ريشتر 7
1.7 پارامترهاي اساسي در مهندسي زلزله 7
1.8 موضوع مهندسي زلزله 9
1.9 موضوع طراحي سازه هاي مقاوم در برابر زلزله 9
1.10 اثر 9
1.11 اتصال خورجيني 10
1.12 بناهاي ضروري (Essential Facilities) 10
1.13 برش طبقه (Story Shear) 10
1.14 برش پايه (Base Shear) 10
1.15 تراز پايه (Base) 11
1.16 تغيير مکان نسبي طبقه (Story Drift) 12
1.17 ديافراگم (Diaphragm) 12
1.18 مرکز سختي (Center of Rigidity) 21
1.19 ديوار برشي (Shear Wall) 21
1.20 روانگرايي (Liquefaction) 22
1.21 سختي طبقه 23
1.22 سيستم باربر جانبي (Lateral Force Resisting System) 23
1.23 سيستم ديوارهاي باربر (Bearing Wall System) 23
1.24 سيستم قاب ساختماني ساده (Building Frame System) 24
1.25 سيستم دوگانه يا ترکيبي (Dual System) 24
1.26 سيستم مهاربندي افقي (Horizontal Bracing System) 25
1.27 طبقه (Story) 26
1.28 طبقه ي نرم (Soft Story) 26
1.29 طبقه ضعيف (Weak Story) 27
1.30 قاب مهاربندي شده (Braced Frame) 27
1.31 قاب مهاربندي شده هم محور (Concentric Braced Frame) 28
1.32 قاب مهاربندي شده برون‌محور (Eccentric Braced Frame) 30
1.33 قاب خمشي (Moment Resisting Frame) 32
1.34 قاب خمشي معمولي (Ordinary MomentResisting Frame) 34
1.35 قاب خمشي متوسط (Intermediate Moment Resisting Frame) 34
1.36 قاب خمشي ويژه (Special Moment Resisting Frame) 34
1.37 ديوار پركننده 37
1.38 شکست ستون کوتاه (Short Column) 38
1.39 اثر ساختگاه (Site Effect) 38
1.40 آسيب سازه‌اي و آسيب عمده ی سازه‌اي 39
1.41 قابليت بهره‌برداري بدون وقفه 40
1.42 قابليت استفاده ي بدون وقفه 40
1.43 ايمني جانی 41
فصل 2 طيف طرح 45
2.1 طيف طراحی 46
2.2 هموارکردن طيف پاسخ ناشی از رکورد های مختلف 47
2.3 روابط تحليلی برای ايجاد منحنی طيف طرح الاستيک 47
2.4 ايجاد منحنی طيف طرح الاستيک بر پايه ی روابط تحليلی آماری (کاهندگی) 48
2.5 روابط تجربی ساده برای ايجاد طيف طرح الاستيک 50
2.6 خصوصيات طيف طرح الاستيک نيومارک- هال 52
2.7 نحوه ی ايجاد طيف طرح الاستيک نيومارک- هال 54
2.8 مقايسه ي ميان طيف طرح الاستيک نيومارک- هال با طيف های موجود در آيين نامه ها 57
2.9 نکاتی پيرامون طيف طرح الاستيک نيومارک- هال 59
2.10 تأثير جنس خاک بستر بر طيف طرح الاستيک نيومارک- هال 60
2.11 رفتار سازه ها در محدوده ی سرعت ثابت (محدوده ی نزولی طيف) در طيف طرح نيومارک- هال 61
2.12 طيف های طراحی جديد در آيين نامه ها 62
2.13 نکاتی پيرامون طيف طرح NEHRP (FEM-368) 63
2.14 طيف طرح آيين نامه NEHRP 65
2.15 اصلاح طيف طرح برای ميرايي های غير از 5% 66
2.16 ايجاد طيف طرح غير الاستيک 68
2.17 روش نيومارک و هال در استخراج طيف غيرالاستيک 68
2.18 تخمين جابه جايي 71
2.19 ضرايب اصلاح تجربی برای طيف طرح غير الاستيک 71
2.20 ضريب رفتار R 72
2.21 فرمت طيف شتاب بر حسب طيف جابه جايي 74
2.22 روش تحليل استاتيکي معادل 74
فصل 3 ملاحظات معماري 85
3.1 مقدمه 86
3.2 ملاحظات معماری در مهندسی زلزله 86
فصل 4 ملاحظات ژئوتكنيكي 95
4.1 مقدمه 96
4.2 روان گرايي 96
4.3 زمين لغزش 104
4.4 شکست خاک زير پی تحت بار زلزله و رفتار پي ها 107
4.5 نشست 109
4.6 اثرات ساختگاه 112
4.7 شكستگي سطح زمين به علت گسيختگي گسل 115
فصل 5 روش استاتيكي معادل 119
5.1 مقدمه 120
5.2 روش تحليل استاتيکي معادل 120
5.3 ضريب بازتاب ساختمان، 124
5.4 طبقه‌بندي نوع زمين 125
5.5 ترکيب سيستم‌ها در ارتفاع 128
فصل 6 پيچش 137
6.1 مفهوم پيچش در سازه 138
6.2 ملاحظات آيين نامه ای 139
فصل 7 لنگر واژگوني 143
7.1 محاسبه ي ساختمان در برابر واژگوني 144
فصل 8 مؤلفه قائم زلزله 153
8.1 نيروي قائم ناشي از زلزله 154
فصل 9 تحليل ديناميكي 159
9.1 روش‌هاي تحليل ديناميکي 160
9.2 ترکيب نيروي زلزله با ساير نيروها- تنش‌هاي طراحي 167
فصل 10 ديافراگم سقف 169
10.1 مقدمه 170
10.2 رفتارشناسی ديافراگم و تغييرشکل های آن 171
پيوست الف 179
پيوست ب 197
