زلزله‌نگاری

در این درس به چرایی وقوع زلزله پرداخته می شود و تاثیر زلزله بر سازه مورد بررسی قرار می گیرد. درس شامل سه بخش می باشد: - مقدمه ای بر مهندسی زلزله:در این بخش درباره مسائل کیفی صحبت می شود. - دینامیک سازه - آیین نامه لرزه ای

مبانی مهندسی زلزله یکی از دروس مستقل رشته مهندسی عمران در مقطع کارشناسی است که طراحی و محاسبه سازه‌های مختلف در برابر زلزله را انجام می‌دهد. این گرایش زمینه را برای دانش‌های گوناگون که هدف آن‌ها مطالعه، کنترل، اجرا، نگهداری سازه‌ها و پروژه‌های عمرانی در برابر پدیده طبیعی زلزله است را فراهم می‌کند. این درس با ارائه مجموعه‌ای از فنون و روش‌ها، اهداف اصلی حفاظت از سازه‌ها در زمان وقوع حادثه در برابر نیروها و بارهای تولید شده از سوی زمین را برای حداقل کردن خسارت‌های احتمالی را ایجاد می‌کند. هدف از ارائه این درس هدف از ارائه درس مهندسی زلزله در مقطع کارشناسی مهندسی عمران، آموزش افرادی است که بتوانند قدرت تحلیل و طراحی سازه‌ها را در برابر نیروهای وارده داشته باشند؛ همچنین توانایی این را داشته باشند تا سازه‌ها اعم از ساختمان‌ها، سدها، تأسیسات آبی و... را مقاوم‌سازی کنند. از طرفی این افراد باید بتوانند توانایی تحقیق در مسائل مختلف مهندسی را داشته باشند تا از تکنولوژی‌های روز در جهت ساخت و مقاوم‌سازی استفاده بکنند. پروژه‌های تحقیقاتی در درس مهندسی زلزله شامل مطالعه رفتار سازه‌های مختلف، رفتار دینامیکی اتصالات، مطالعه خواص مکانیکی مصالح تحت بارهای مختلف می‌باشد که مهندس زلزله باید قادر باشد با استفاده از نرم‌افزارهای مختلف مطالعات انجام شده را تحلیل و در طراحی سازه‌ها آن‌ها را به کار بگیرد. در درس مبانی مهندسی زلزله به عواملی که در هنگام وقوع زلزله بر شدت زلزله و تأثیر آن بر سازه‌ها مؤثر هستند، پرداخته می‌شود. باتوجه‌به موقعیت جغرافیایی ایران و زلزله‌خیز بودن اکثر شهرها، توجه به طراحی سازه‌هایی مقاوم در برابر زلزله اهمیت این درس را برای مهندسان بیشتر کرده است. درس مبانی مهندسی زلزله در ترم‌های آخر از مقطع کارشناسی رشته مهندسی عمران تدریس می‌شود که پیش‌نیاز آن درس تحلیل سازه می‌باشد. این درس در کل به سه بخش زیر تقسیم می‌شوند: مقدمه‌ای بر مهندسی زلزله دینامیک سازه آیین‌نامه لرزه‌ای در این درس مفاهیمی از جمله مبانی زلزله‌شناسی، ماهیت رفتار دینامیکی سازه‌ها، معادلات دینامیکی سیستم درجه آزادی 1 و 2، ارتعاش آزاد و اجباری سازه یک درجه آزادی 1 و 2، طیف پاسخ سازه و طیف طرح، مبانی روش تحلیل مودال سازه چند درجه آزادی، کلیات استاندارد 2800، حرکت زمین در استاندارد 2800، روش تحلیل استاتیکی معادل در استاندارد 2800، روش تحلیل طیفی در استاندارد 2800، ماهیت بار باد و محاسبه بار باد بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان تدریس می‌شود.

همان­‌طور‌که از عنوان دوره لرزه‌­شناسی و مهندسی زلزله مشخص است این دوره از دو بخش لرزه‌­شناسی یا Seismology و مهندسی زلزله یا Earthquake Engineering تشکیل می­‌شود. در زبان انگلیسی از دو واژه متفاوت Seismic و Earthquake برای بیان زلزله یا زمین‌­لرزه استفاده می‌شود و واژه Seismic لفظ کلی برای زلزله است و شامل همه زلزله‌­ها، چه زلزله‌­های با شدت کم و چه بزرگ است، اما واژه Earthquake به معنی زلزله­‌های بزرگ یا زلزله­‌هایی است که بر محیط ساخته شده ما اثر می­‌گذارند و می­‌توانند منجر به آسیب و خسارت در ساختمان­‌ها و شریان­‌های حیاتی شوند. به همین دلیل به تخصص لرزه­‌شناسی Seismology می‌­گویند، تخصصی که علاقه‌مند به شناخت نحوه پیدایش زلزله­‌ها، انتشار امواج لرزه­ای در محیط و شناخت زمین است و در زیرشاخه زمین­‌شناسی و یا فیزیک زمین یا ژئوفیزیک قرار می­‌گیرد، برای رسیدن به این شناخت مطالعه همه زلزله‌­ها چه کوچک و چه بزرگ بر سنگ بستر و بر سطح زمین ضروری است. در مهندسی زلزله توجه به زلزله­‌های بزرگ یا همان Earthquake است، به‌همین‌دلیل این تخصص Earthquake Engineering نامیده می‌­شود، در حقیقت در تخصص مهندسی زلزله اثر زلزله بر محیط ساخته شده مورد مطالعه قرار می­‌گیرد در آموزش رایگان لرزه‌شناسی و مهندسی زلزله چه مفاهیمی ارائه می‌شود؟ ابتدا مفهوم ریسک یا خطرپذیری (Risk) و اجزاء آن معرفی می‌­شوند. یکی از اجزا مهم ریسک زلزله، خطر (Hazard) است و بنابراین باید برآورد مناسبی از خطر لرزه­ا، جهت مدیریت ریسک و کاهش آن صورت پذیرد. فرایند برآورد خطر زلزله، تحلیل خطر زلزله نامیده می‌­شود که به روش قطعی انجام می­‌گردد، مراحل انجام این تحلیل به‌همراه مثال در چند جلسه ابتدایی این دوره به­‌صورت مبسوط آموزش داده خواهد شد پس از آن طریقه اندازه­‌گیری شدت و بزرگای زمین‌لرزه‌­ها که مقیاس‌­های کیفی و کمی اندازه‌­گیری زلزله‌­ها هستند، یافتن کانون و عمق کانونی زلزله­‌ها مورد بحث قرار خواهد گرفت. لرزه‌­نگارها و شتاب‌نگارها ابزارهایی هستند که برای ثبت زلزله­‌ها استفاده می‌­شوند، کاربرد این ابزارها و تفاوت‌های آن‌­ها مطرح خواهد شد. ویژگی‌­های خاص زلزله­‌های نزدیک گسل و اثر حوزه نزدیک و جهت‌پذیری از موارد مورد بحث در این دوره است. پس از آن معیار­های شدت زلزله مورد بحث قرار می­‌گیرند، معیارهایی مثل بیشینه شتاب، بیشینه سرعت، بیشینه تغییرمکان، مدت زمان زلزله و روش‌های برآورد آن و پس از آن معیار مهمی برای بیان زلزله که طیف پاسخ زلزله نامیده می­‌شود توصیف خواهد شد. تعریف اساسی طیف ارتجاعی پاسخ­‌های تغییرمکان، سرعت و شتاب و مقادیر شبه سرعت و شبه شتاب نیز مورد بحث قرار می‌گیرد. بیان تحریک زلزله در حوزه فرکانس با استفاده از تبدیل فوریه نیز از مباحث مهم در مهندسی زلزله است که از مباحث دیگر مورد اشاره در این درس است. مفهوم چگالی طیفی از موارد مهم در حوزه مهندسی زلزله و به‌خصوص ارتعاشات تصادفی است، به‌همراه تعریف مفهوم طیف سفید، چگالی طیفی کانایی تاجیمی مورد اشاره قرار خواهند گرفت. هرچند مفاهیم مهندسی زلزله و دینامیک سازه وابستگی بسیاری دارند و در برخی از دوره‌­ها این دو درس به‌نوعی همراه با یکدیگر و همزمان تدریس می­‌شوند، با‌توجه‌به ارائه دوره‌­های دینامیک سازه و دینامیک سازه پیشرفته به‌­صورت جداگانه در این دوره صرفاٌ مبانی زلزله­‌شناسی و مهندسی زلزله مورد بحث قرار گرفته است. مخاطب این دوره مهندسین عمران، سازه، زلزله و ژئوتکنیک و مهندسین حرفه‌­ای در صنعت ساخت‌و‌ساز هستند.