ارزیابی و تخمین ضریب رفتار قاب‌های فولادی تحت زلزله‌های متوالی بحرانی با استفاده از شبکه‌ عصبی مصنوعی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران

2 مرکز مطالعات مخاطرات طبیعی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

3 مرکز مطالعات مخاطرات طبیعی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

doi
10.22060/ceej.2020.18011.6737
چکیده

سازه‌های مستقر در ﻣﻨﺎﻃﻖ ﻓﻌﺎل ﻟﺮزه‌ای اﻏﻠﺐ در ﻣﻌﺮض زلزله‌های متوالی ﻗﺮار دارﻧﺪ که لرزه­ها با شدت قابل‌ملاحظه در مدت‌زمان کوتاهی پس از یکدیگر رخ می­دهند. بررسی‌های انجام‌ شده بر گستره وسیعی از پاسخ‌‌های سازه­ تحت توالی لرزه‌ای از جمله خسارت، شکل‌پذیری، جابه‌جایی و ضریب رفتار حاکی از آن است که لرزه‌های متوالی بسته به ‌شدت، اثر‌های قابل‌توجهی بر نیازهای مختلف سازه می‌گذارند. ﺿﺮﯾﺐ رﻓﺘﺎر به ‌عنوان ﯾﮑﯽ از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی قابل‌توجه در ﺑﺮرﺳﯽ رﻓﺘﺎر ﺳﺎزه، نیروی‌های جانبی زلزله را کاهش داده و ﺳﺎزه با تحمل ﺗﻐﯿﯿﺮﺷﮑﻞﻫﺎی غیرارتجاعی، ﻣﻘﺪار زﯾﺎدی اﻧﺮژی زﻟﺰﻟﻪ را ﺟﺬب ﮐﺮده ﮐﺎﻫﺶ پیدا کرده و سازه‌ها برای نیروی کمتری نسبت به مقداری که رفتار ارتجاعی در سازه ایجاد می‌کند، طراحی می‌شوند. با توجه به پتانسیل خسارت زایی لرزه­های متوالی و اهمیت پارامتر ضریب رفتار در عملکرد سازه، این مقاله به محاسبه و تخمین این پارامتر در قاب­های فولادی در معرض زلزله­های متوالی بحرانی می­پردازد. در این راستا، قاب­های خمشی فولادی 3، 7 و 11 طبقه مطابق ضوابط آئین‌نامه‌های لرزه‌ای ایران، طراحی و در نرم­افزار OpenSEES مدل‌سازی شده­اند. در ادامه سناریوهای لرزه‌ای منفرد و متوالی بحرانی ثبت‌شده انتخاب و ضرایب رفتار قاب‌های خمشی فولادی بر اساس نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی فزاینده، تاریخچه زمانی و استاتیکی ­غیرخطی استخراج شده است. نتیجه‌ها حاکی از کاهش 12 درصدی ضریب رفتار به دلیل وجود لرزه­های متوالی بحرانی در سناریوی لرزه­ای و افزایش خسارات در مقایسه با حالت منفرد است. در پایان به‌ منظور تخمین ضرایب رفتار کاهش‌ یافته قاب­های فولادی در معرض زمین­لرزه­های متوالی بحرانی، شبکه­های عصبی با استفاده از ویژگی­های قاب­ها، خصوصیات زلزله­های متوالی و ضرایب رفتار استخراج‌ شده از تحلیل­های فوق طراحی‌شده است. مقایسه ضرایب رفتار پیش‌بینی‌ شده با مقادیر واقعی بیانگر قابلیت مناسب شبکه­ها در تخمین نتیجه‌ها است.