بررسي اثرات انتخاب شتابنگاشت و شكل طيف زمين لرزه بر ظرفيت فروريزش سازه

Assessing the Effects of Record Selection and Ground-Motion’s Spectral Shape on the Collapse Capacity of the Structures

يكي از مهم‌ترين چالش‌ها در ارزيابي و برآورد ظرفيت فروريزش سازه‌ها، انتخاب و مقياس نمودن مجموعه ركوردهاي زمين‌لرزه مي-باشد. در اين تحقيق يك مجموعه كلي شامل 44 شتابنگاشت براي محاسبه ظرفيت فروريزش سازه در نظر گرفته شده است، سپس براي لحاظ كردن اثر انتخاب شتابنگاشت بر ظرفيت فروريزش سازه از روش ميزان تطابق طيف پاسخ هر زلزله با طيف ميانگين شرطي در سطح خطر مورد نظر استفاده شده است و شتابنگاشت‌هاي مناسب با هر سطح خطر انتخاب شده است. براي لحاظ كردن اثر شكل طيف بر ظرفيت فروريزش، از ضريب شكل طيف يا اپسيلون به دو روش استفاده شده است. بدين صورت كه در روش اول براي مجموعه كلي از زمين لرزه‌هاي انتخاب شده، ظرفيت فروريزش سازه براي سطح خطر مورد نظر با استفاده از اپسيلون اصلاح شده است و در روش دوم از روش ساده سازي شده كه توسط هسلتون و همكاران پيشنهاد شده است، جهت لحاظ كردن اثر اپسيلون و اصلاح ظرفيت فروريزش سازه در سطح خطر مورد نظر استفاده شده است. نتايج ظرفيت فروريزش اصلاح شده در سطح خطر مورد نظر حاصل از سه روش 1) انتخاب شتابنگاشت، 2) استفاده از مجموعه كلي زمين‌لرزه با لحاظ كردن اپسيلون و 3) روش ساده سازي شده نشان مي‌دهند كه نسبت ظرفيت فروريزش اصلاح شده با لحاظ كردن اثر انتخاب شتابنگاشت و اثر اپسيلون، به ظرفيت فروريزش بدون لحاظ كردن اثر انتخاب شتابنگاشت و اثر اپسيلون، در سطح خطر 2 درصد در 50 سال، براي 3 روش ذكر شده به ترتيب برابر 1/216 ، 1/174 و 1/197 است، كه هر سه روش داراي براوردي تقريبا مشابه مي‌باشند.

Selecting and scaling the set of ground-motion records is among the most important challenges in collapse capacity assessment and estimation of structures. In this study, 44 records were considered to estimate the collapse capacity of the structure.Next, the response spectrum matching degree of each ground-motion with the conditional mean spectrum at the inspected hazard level was employed to account for the effect of record selection on the collapse capacity of the structure and appropriate records were selected per each hazard level. Further, the spectral shape factor or epsilon was used to incorporate the effect of spectral shape on collapse capacity. In the first approach, the collapse capacity of the structure was modified for the overall set of selected ground-motions via epsilon according to the level of inspected hazard. In the second approach, the simplified method introduced by Haselton et al. was used to assess the effect of epsilon and modify the collapse capacity of the structure at the inspected hazard level. The results of the modified collapse capacity at the inspected hazard level were collected from three respective methods of record selection. These data were collected using the overall set of ground-motions with the epsilon and the simplified method. The obtained results indicate that the ratio of modified collapse capacity with the effects of record selection and epsilon on collapse capacity, disregarding the record selection and epsilon effects, are 1.216, 1.174, and 1.197 at the hazard level of 2% in 50 years for the three discussed methods, respectively. Ultimately, these three individual methods have rendered approximately equal estimates.