تحليل طيفي سازه ها با استفاده از تئوري موجك و مدت زمان حركت قوي زمين

Spectral analysis of structures using wavelet theory and concept of time of strong ground motion

در اين مقاله براي اولين بار به بررسي همزمان تبديل موجك و مفهوم زمان حركت قوي زمين در تحليل طيفي سازه ها استفاده شده است. هدف از اين پژوهش بهينه سازي محاسبات مربوط به طيف زلزله ي اصلي مي باشد. بر اين اساس زلزله ي مورد نظر تا 5 مرحله فيلتر مي شود. در هرمرحله از فيلتر دو موج تقريبات و جزييات حاصل مي شود. به دليل اين كه موج تقريبات به زلزله ي اصلي نزديك تر است از اين موج براي محاسبات استفاده مي شود. به همين دليل در هر مرحله از فيلتر تعداد ركوردهاي زلزله نصف مرحله ي قبل مي شود. پس از آن بر اساس مفهوم مدت زمان حركت قوي زمين در موج زلزله ي اصلي و موج هاي به دست آمده از فيلتر موجكي، قسمتي از زلزله كه داراي جنبش قوي است جدا مي شود. پس در اين مرحله نيز يك تقليل در ركوردهاي زلزله انجام گرفت. پس از آن طيف هريك از موج هاي حاصل شده رسم مي شود. در انتها يك سازه ي دوبعدي 10طبقه و يك سازه ي سه بعدي 5طبقه با هريك از طيف-هاي به دست آمده از دو مفهوم تبديل موجكي گسسته و مدت زمان جنبش نيرومند زمين تحليل مي شود. نتايج نشان مي دهد كه با تقليل محاسبات مربوط به طيف به اندازه ي بيش از 93 درصد مي توان سازه را با خطايي كمتر از 4 درصد تحليل نمود. مي توان گفت كه تكنيك ارايه شده يكي از بهترين تكنيك هاي ارايه شده در بهينه سازي محاسبات مربوط به تحليل طيفي سازه ها است.

In this paper, for the first time, the simultaneous analysis of wavelet transformation and the concept of the time of strong ground motion in spectral analysis of structures has been used. The purpose of this research is to optimize the calculations related to the main earthquake spectrum. Accordingly, the earthquake is filtered up to 5 steps. At each stage, the filter provides two waves of approximations and details. Because the wave of approximations is closer to the original earthquake, this wave is used for calculations. For this reason, at each stage of the filter, the number of earthquake records is half past. Subsequently, based on the concept of the time of strong ground motion in the wave of the main earthquake and the wave obtained from the wavelet filter, part of the earthquake that has a strong movement is separated. So at this stage, there was a reduction in earthquake records. After that, the spectrum of each of the waveforms is plotted. At the end, a two-dimensional 10-story structure and a three-dimensional five-story structure with each spectrum obtained from two discrete wavelet concepts and the duration of a strong ground motion are analyzed. The results show that by reducing the computation of the spectrum by more than 93%, the structure can be analyzed with an error less than 4%. It can be said that the proposed technique is one of the best techniques presented in the optimization of calculations related to spectral analysis of structures.