تعيين محدوده فركانس تشديد ساختمان ها در زلزله هاي گلباف و سيرج

Determination of the resonance frequency range of buildings in Golbaf and Sirch earthquakes

نظر به اهميت پديده تشديد در ساختمان و با توجه به مشاهده مواردي چند از اين پديده در سراسر ايران و جهان و با توجه به عدم بررسي اين پديده مخرب در استان كرمان، در اين مقاله با استفاده از 23 ركورد زلزله رخ داده مابين سال هاي 1981 تا 2000 ميلادي در مناطق گلبافت و سيرچ، محدوده فركانس تشديد تعيين و با توجه به يكسان بودن خصوصيات لايه هاي زمين در كل پهنه استان كرمان نتايج آن به كل استان تعميم داده شد. پس از تهيه شتاب نگاشت هاي مناطق مذكور برنامه اي براي محاسبه چگالي طيفي توان و معادل آن بر اساس مدل كانايي- تاجيمي به زبان فرترن نوشته و صحت عملكرد آن از طريق مقايسه با منحني هاي چگالي طيفي توان موجود در ساير تحقيقات كنترل گرديد. برنامه، ركوردها را به ترتيب خوانده و با فرض خطي بودن شتاب بين دو نقطه مجاور شتاب نگاشت و حل مستقيم معادلات حركت، ابتدا انرژي و توان كل زلزله در پايان مدت تداوم حركت در هر فركانس مابين صفر تا 25 هرتز و در نهايت مدل صاف شده چگالي طيفي توان را محاسبه و ارايه كرد. از بين كل شتاب نگاشت ها 18 ركورد مربوط به گلبافت و پنج ركورد مربوط به سيرچ و همگي داراي شتاب حداكثري بيش از 0.05g بودند. با به دست آوردن پارامترهاي فركانس مركزي و ضريب شكل، محدوده فركانس تشديد در همه زلزله ها مشخص شد. پس از ميانگين گيري اين محدوده بين 3.43 الي 8.76 هرتز به دست آمد. با تعميم نتيجه حاصل از زلزله هاي گلبافت و سيرچ به كل استان مي توان اظهار نمود، ساختمان هايي كه فركانس اصلي آن ها در بازه 3.43 و 8.76 هرتز قرار مي گيرند با خطر ايجاد تشديد زلزله مواجه هستند. بنابراين بايد حين طراحي سازه با تغيير دادن جرم يا سختي ساختمان فركانس اصلي ساختمان را از محدوده مذكور خارج كرد.

Considering the importance of the resonance phenomenon in buildings and the numbers in the world of this phenomenon and the fact that this phenomenon isnʹ t considered yet in Kerman province, in this paper the earthquake resonance frequency range is calculated for the regions of Golbaf and Sirch, located in Kerman province, using 23 records of earthquakes that happened between 1981 and 2000. The results have been generalized for the whole province. After providing above accelerograms, a program has been written for the calculating power spectra and its smoothed curve, based on Canai-Tajimi model and its correctness checked by comparing available power spectra. The program read records respectively, and at first it calculated and exhibited total energy and power of earthquake at the end of ground motion in any frequency between zero and 25 hertz, and finally exhibited smoothed power spectra model assuming linear relationship with two neighbor points of accelerograms and direct solving of movement equations. Through all accelerograms 18 records were related to Golbaf and 5 records were related to Sirch and all of them had maximum acceleration of more than 0.05g.Resonance frequency range has been specified by earning the amount of central frequency and shape factor parameters for all the records. This range was calculated between 3.43 and 8.76 hertz. By generalization of the calculated result, to the whole province, one can say that the structures which have a main frequency range of 3.43 to 8.76 hertz increase the damage of the earthquakes. Therefore, in structural designing, the main frequency of that range should be avoided by changing the structural mass or rigidity. Keyword: CENTRAL FREQUENCY, KANAI-TAJIMI, POWER SPECTRAL DENSITY, RESONANCE FREQUENCY, SHAPE FACTOR