call_end 021-22638713

محتواي فركانسي زلزله چیست ؟

محتواي فركانسي زلزله چیست ؟

محتواي فركانسي به همراه پارامترهايي چون دامنه و مدت تداوم، از مهمترين مشخصه هاي يك ركورد زلزله محسوب مي‌شوند كه مي‌توانند در تخمين خسارت وارد بر سازه ها مورد استفاده قرار گيرند. جهت ارزيابي محتواي فركانسي، ابزارهاي گوناگون از جمله تبديل فوريه، تبديل فوريه زمان كوتاه، تبديل موجك و تبديل هيلبرت-هوانگ مورد بررسي قرار گرفتند.

 نتايج نشان دادند كه پاسخ خطي و غيرخطي سازه ها به مقدار زيادي متاثر از محتواي فركانسي مي‌باشد و اصولا در هر ركورد زلزله يك يا دو مولفه تجزيه شده از ركورد با محدوده فركانسي باريك، كه پريود آنها نزديك پريود طبيعي سازه مي‌باشد، در پاسخ سازه هاتاثير گذار است. همچنين قابل بيان است كه دسته بندي ركوردها بر اساس محتواي فركانسي ميتواند جهت انتخاب شتاب‌نگاشت مناسب براي تحليل تاريخچه زماني بسيار مفيد باشد. علاوه بر تمركز انرژي در فركانس، تمركز انرژي در زمان نيز در پاسخ سازهها از اهميت بالايي برخوردار است.

ركوردهاي زمين‌لرزه داراي ويژگي هاي مختلفي مي باشند كه هر يك از اين ويژگي ها تاثيرات گوناگوني بر پاسخ سازه ها خواهند داشت.

سه خصوصيت اصلي هر زمين لرزه دامنه، مدت تداوم و محتواي فركانسي مي‌باشند. پارامترهاي متفاوتي جهت مشخص نمودن اين سه مشخصه وجود دارند كه برخي از آنها فقط يكي از سه خصوصيت فوق را توصيف مي‌كند در حالي كه برخي ديگر دو و يا حتي سه خصوصيت را تشريح مي كنند. مهمترين پارامترهايي كه براي تشريح دامنه زلزله به كار مي‌روند شامل ماكزيمم شتاب زمين (PGA) ،ماكزيمم سرعت زمين (PGV )و ماكزيمم تغييرمكان زمين (PGD) مي باشند.

براي تعيين مدت تداوم زلزله روش متفاوتي بكار مي‌روند كه مهمترين آنها تعيين مدت بر اساس شتاب حركت زمين، بر اساس شدت آرياس و بر اساس شتاب rms مي‌باشد. پاسخ ديناميكي سازه هابه فركانس بارگذاري بسيار حساس مي‌باشد. از طرفي زلزله ها، بارگذاري بسيار پيچيدهاي در يك محدوده فركانسي ايجاد مي‌كنند. لذا مطالعه محتواي فركانسي از اهميت ويژهاي برخوردار است. به طور كلي به نحوه توزيع دامنه حركت زمين در فركانسهاي متفاوت، محتواي فركانسي گفته مي‌شود. اطلاعات فركانسي زمين‌لرزه ها، بر خلاف دامنه و مدت تداوم، بطور مستقيم از تاريخچه زماني هاي ركورد زلزله قابل برداشت نيست بلكه اين اطلاعات در ماوراي ركوردها نهفته شده اند، كه براي استخراج آنها نياز به ابزارهاي رياضياتي گوناگون مي باشد. به طور سنتي براي تعيين محتواي فركانسي زمين‌لرزه ها از طيف فوريه و طيف توان استفاده مي‌شود. در واقع تبديل فوريه پل ارتباطي بين زمان و فركانس مي‌باشد كه سيگنال را از حوزه زمان به حوزه فركانس انتقال مي‌دهد و اطلاعات سيگنال را در حوزه فركانس استخراج مي‌كند. اين نوع تبديل از تعيين زمان دقيق فركانس هاي متفاوت عاجز و فقط مي‌تواند وجود فركانس را تعيين كند. اين نوع بيان محتواي فركانسي براي سيگنالهاي ايستا بسيار مفيد مي‌باشد، سيگنال ايستا به سيگنالي گفته مي‌شود كه اگر داراي فركانسي باشد آن فركانس در تمام دامنه زماني موجود می باشد. از طرفي سيگنالهاي زماني موجود در مهندسي زلزله به طور ذاتي هم در محتواي فركانسي و هم در تغييرات دامنه غيرايستا مي باشند. لذا براي استخراج بهتر اطلاعات فركانسي سيگنالهاي زلزله لازم است سيگنال را توأماً در فضاي زمانفركانس بررسي شوند، كه بر اساس آن مي توان مقادير دامنه و انرژي را در هر زمان و در هر فركانس تعيين كرد، به اين نوع تحليل، آناليز زمان – فركانس گفته مي‌شود. ابزارهاي گوناگون براي آناليز زمان فركانس سيگنال هاي غير ايستا وجود دارند كه از مهمترين آنها تبديل موجك و تبديل هيلبرت- هوانگ (HHT )مي باشند.

همواره ركوردهاي زلزله بر اساس پارامترهاي متفاوت دسته بندي ميشوند كه از جمله مي توان به دسته بندي براساس بزرگي زلزله، نوع خاك، فاصله سايت تا منبع، مكانيسم گسل، مدت تداوم زلزله، مقادير دامنه و ... اشاره نمود.

محتواي فركانسي تاثير بسيار زيادي بر پاسخ سازه هادارد. برای مثال می توان به اهميت حضور يك مولفه تجزيه شده از ركورد با محتواي فركانسي نزديك به فركانس سازه ، اشاره کرد كه اين مولفه از اهميت بسيار بالايي در پاسخ سازه برخوردار است و سهم عمده پاسخ متعلق به اين مولفه مي‌باشد.

محتواي فركانسي در كنار پارامترهايي چون دامنه و مدت تداوم، از مهمترين مشخصه هاي يك ركورد زلزله محسوب مي‌شوند كه مي‌توانند در تخمين خسارت وارد بر سازه هامورد استفاده قرار گيرند. به عنوان يك تعريف ساده، به توزيع مقادير دامنه يك سيگنال زماني در فركانس هاي متفاوت، محتواي فركانسي گفته ميشود. به دليل اهميت زياد اين پارامتر در رفتار سازه ها، محققان براي استخراج بهتر اطلاعات فركانسي زمين‌لرزه ها، مطالعات فراواني داشته اند.

شما می توانید لیست کتاب های مربوط به "طراحی های لرزه ای سازه" را در سایت انتشارات عمران سرا مشاهده بفرمائید.

لینک کوتاه مطلب http://omransara.ir/p720
نظر خود را بنویسید

برنده نهمین جشنواره وب و موبایل ایران در سال 1395 به انتخاب داوران

free website stats program