ارزیابی و پیش بینی ضرایب رفتار قاب های بتنی در معرض زلزله های حاوی توالی لرزه اصلی و پس لرزه های بحرانی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی

در حالت کلی لحاظ نمودن پدیده توالی لرزه­ ای در زلزله­ های تشکیل­دهنده یک سناریوی لرزه­ای، منجر به تغییرات چشمگیری در پاسخ و عملکرد سیستم­های سازه­ای می­گردد. با این حال در اغلب موارد، این پدیده در روند تحلیل و طراحی نادیده گرفته می­شود. افزایش پارامترهایی از قبیل جابجایی غیرالاستیک و نیاز شکل­پذیری سازه به واسطه در نظر گرفتن لرزه­های متوالی، افت نسبتا شدیدی نسبت به حالت منفرد در ظرفیت سازه ایجاد نموده و منجر به وقوع خرابی­های وسیعی در سیستم می­گردد. از این­رو عدم لحاظ نمودن زمین­لرزه­های متوالی می­تواند به تخمین غیرمحافظه­کارانه تقاضای لرزه­ای و همچنین ریسک لرزه­ای بینجامد و روند برنامه­ریزی­ها و بالتبع مدیریت بحران را در زمینه نجات و اسکان انسان­ها مختل ­نماید. طراحی مناسب و صحیح ساختمان­ها، یکی از راهکارهای لحاظ نمودن اثرات پدیده توالی لرزه­ای و اجتناب از موارد فوق است. در این راستا تعیین ضرایب رفتار مناسب می­تواند رهیافتی جهت دسترسی به این مهم باشد. چرا که سازه طراحی شده بر مبنای سناریوی لرزه­ای توصیه شده در آیین­نامه­ها بعنوان زلزله طرح منفرد خیلی سریع­تر از آنچه در دستورالعمل­ها پیش­بینی شده است، خسارت جدی دیده و گاها در بسیاری موارد تخریب می­شود. در این مقاله با استفاده از نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی فزاینده قاب­های خمشی ۵، ۷ و ۱۲ طبقه - با تعداد طبقات متعارف در شهر تهران براساس طرح تفصیلی جدید و طراحی شده براساس استاندارد ۲۸۰۰ ایران، ویرایش چهارم- تحت زمین­لرزه­های متوالی ثبت شده بحرانی در نرم­افزار Opensees ضرایب رفتار قاب­های خمشی بتن­آرمه محاسبه است. در ادامه با طراحی و آموزش شبکه­های عصبی مصنوعی ایده­آل براساس مشخصات قاب­های بتنی و زلزله­های مورد استفاده، ضرایب رفتار پیش­بینی شده است. نتایج حاکی از کاهش حدود ۲۰ درصدی ضرایب رفتار به واسطه لحاظ نمودن لرزه­های متوالی و قابلیت مناسب شبکه­ها در تخمین نتایج است.

Keywords:

Critical Seccessive Earthquakes , Reinforced Concrete Moment Frame , Incremental Dynamic Analysis , Artificial Neural Networks , Response Modification Factor , توالی لرزه اصلی – پس لرزه , ضریب رفتار , قاب خمشی بتنی , تحلیل دینامیکی فزاینده , شبکه های عصبی مصنوعی