مقاله در مورد مقاله جامع زمين لرزه

 nx دارای 254 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : پیشگفتارعلم مهندسی زلزله در ابتدا قرن بیستم زاده شد و در انتهای آن به كمال رسید. شرایط بارگذاری زلزله در سال 1908 در ایتالیا بر اساس قضاوت مهندسی شكل گرفت و خیلی زود در سایر كشورهای لرزه‌خیز پذیرفته و اجرا شد. علم دینامیك سازه‌ها اگرچه در قرن نوزدهم شكل گرفت و در اوایل قرن بیستم به صورت جدی و كاربردی در طراحی ادوات و دستگاه‌های الكترومكانیكی استفاده می‌شد اما تا ابداع و نصب دستگاه‌های شتاب نگار نقش چندان جدی و مهمی در مهندسی زلزله نیافت. با انتشار شتاب‌نگاشت‌های ثبت شده در غرب آمریكا در دهه 60، طیفهای پاسخ ابتدا به صورت دستی و سپس به كمك رایانه محاسبه گردید و این سرآغاز ورود دینامیك سازه‌ها به عرصه مهندسی زلزله بود. هر چند حدود چهل سال طول كشید تا طراحی لرزشی به طور جدی بر تحلیل دینامیكی سازه‌ها متكی گردد ولی اكثر آئین‌نامه‌های زلزله دنیا نیروهای ناشی از زلزله را به صورت تعدادی از نیروهای استاتیكی در نظر می‌گیرند اما مقررات آئین‌نامه‌ای بسیار كلی بوده و اتخاذ تصمیم در مورد بسیاری از نكات به عهده طراح گذاشته می‌شود. لیكن در این جزوه به بررسی مسائل لرزه‌شناسی و بعد مفاهیم علم دینامیك سازه‌ها برای سازه‌های دینامیك درجه آزاد و چند درجه آزاد و همچنین مفاهیمی از قبیل طیف‌ها و در نهایت شیوه تحلیل‌های دینامیكی سازه‌ها و ارتباط آنها با آئین‌نامه‌های ساختمانی مورد بررسی قرار گرفته است. قابل ذكر است توجه به آنكه درس دینامیك سازه‌ها در مقطع لیسانس مطرح نمی‌باشد لذا برای فراگیری و بهتر درك كردن مفاهیم مهندسی زلزله بر روی دینامیك سازه‌ها تأمل بیشتری شده است تا دانشجویان با درك بالاتری به مباحث مهندسی زلزله بپردازند و با توجه به پیچیدگی و فراوانی مطالب دینامیك سازه‌ها و لرزه‌شناسی و مهندسی زلزله سطحی بر آن بوده كه مطالب به اخت صار، مفید و كاربردی ارائه شود. در انتهای مطالب مطلبی در مورد ملاحظات معماری، سازه‌های بتنی، فلزی و آجری و ملاحظات تأسیسات مكانیكی برقی و چندین مسئله از طراحی سازه‌های مذكور آورده شده است كه امیدوارم مورد توجه قرار گیرد. لازم به ذكر است كه هیچ‌ كار علمی خالی از اشكال و ایراد نمی‌باشد و كار بنده نیز از این امر مستثنی نخواهد بود، لذا از اساتید گرانقدر و دانشجویان محترم انتظار می‌رود در راستای تعالی هر چه بیشتر مطالب این جزوه اینجانب را از راهنمایی‌های خویش بهره‌مند سازند. در انتها از همكاری جناب آقای مهندس جابر كریمی كه از دانشجویان فعال مقطع كارشناسی اینجانب و همكار در شركت فر ایستا پی می‌باشند به جهت تنظیم و ویراستاری جزوه صمیمانه تشكر می‌نمایم. منابع و مراجع1 كتاب دینامیك سازه‌ها آنیل چوپرا ، ترجمه پاشور طاحونی2 كتاب دینامیك سازه‌ها ماریو پاز، ترجمه دكتر حسن مقدم3 كتاب مهندسی زلزله تألیف دكتر حسن مقدم4 كتاب مهندسی زلزله تألیف دكتر حجت‌اله عادلی 5 كتاب اصول مهندسی زلزله تألیف بهزاد شمالی6 كتاب بم و زمین‌لرزه‌اش می‌آموزد نوشته مركز تحقیقات ساختمان و مسكن7 رفتار و طراح لرزه‌ای ساختمانهای بتن مسلح تألیف دكتر عباسعلی تسلیمی8 طراحی كاربردی ساختمانهای مقاوم در برابر زمین‌لرزه تألیف دیوید كی9 مبحث نهم آئین‌نامه بتن ایران10 مبحث دهم آئین‌نامه فولاد ایران11 آئین‌نامه 2800 ایران (ویرایش سوم)12 مجموعه مقالات و كنفرانس‌های متعدد زلزله13 كتاب طراحی لرزه‌ای تألیف دكتر فرزاد نعیم ساختمان زمینقبل از بررسی روی علل وقوع زمین‌لرزه و مواردی از آن ابتدا به ساكن مختصری در مورد ساختمان زمین به بحث و بررسی می‌پردازیم.زمین از جسم تقریباً كروی شكل و یا به بیان بهتر بیضوی شكل از سه قسمت تشكیل یافته است.1 پوسته: كه ضخامت آن بین 6 تا 60 كیلومتر می‌باشد و سطح رویه زمین را تشكیل می‌دهد.2 گوشته یا جبه: این قسمت كه سنگین‌ترین و حجیم‌ترین قسمت از لحاظ تركیبات شیمایی می‌باشد حالتی بین جامد و مایع (خمیری) دارد كه خودش هم از سه قسمت گوشته فوقانی، منطقه انتقالی و گوشته تحتانی تشكیل یافته است و ضخامت آن حدود 2900 كیلومتر می‌باشد3 هسته: هسته مركزی‌ترین قسمت زمین می‌باشد كه حدود 3500 كیلومتر ضخامت داشته و خود شامل هسته داخلی كه ماهیت جامد دارد و هسته خارجی كه سیال است می‌باشد. ص 4 زمین‌لرزه چیست؟زمین‌لرزه در واقع پدیده‌ای است كه در اثر آزاد شدن ناگهانی انرژی ذخیره شده در سنگهای پوسته جامد زمین رخ می‌دهد. این انرژی ذخیره شده ناشی از حركت و فشار تدریجی و بسیار كند بخشی از پوسته زمین نسبت به بخشی دیگر است كه در مجاورت یكدیگر قرار دارند. ماهیت خسارت‌بار این پدیده باعث شده است كه بشر از دیرباز زمین‌لرزه را جزء پدیده‌های فراطبیعی محسوب نماید و آنها را به خواست خدایان مرتبط سازد. بررسی ادبیات فنی نشان می‌دهد كه كشورهایی نظیر ژاپن و چین مدل‌های جالبی برای توضیح این پدیده ارائه كرده‌اند و حتی چینی‌ها اولین لرزه‌نما را در سال 132 میلادی اختراع نمودند.باید دانست اگرچه زمین‌لرزه در عرض چند ثانیه یا حداكثر چند دقیقه شهرها را ویران می‌كند ولی این رویداد نتیجه حركتی است كه طی میلیونها سال تداوم داشته است. در واقع زمین‌لرزه علامت آنی یك پدیده طویل‌المدت می‌باشد. عوامل به وجود آورنده زمین‌لرزه ناشی از تجمع تنش و در نهایت شكست می‌باشد لذا رفتار تنش _ تغییر شكل سنگها، به خصوصیات مصالح بستگی دارد كه عبارتند: 1 مقاومت فشاری2 مدول‌های سنگ 3 شیب پوآسیون علل وقوع زمین‌لرزه‌هاعلل وقوع زمین‌لرزه‌ها طی بررسی‌های انجام شده توسط دانشمندان نشان می‌دهد كه در حالت كلی شامل موارد زیر می‌باشد.1 زمین‌لرزه‌های تكنوتیكی2 زمین‌لرزه‌های آتشفشانی (بر اثر خروج (;;ص6) و بخار فشار به پوسته وارد شده و شكست ایجاد می‌شود كه نتیجتاً امواج زلزله را به وجود می‌آورد)3 زمین‌لرزه‌های القائی (مانند انفجار، فرو ریختن غارها و .. كه غالباً منشأ انسانی داشته و نیز بزرگی زیادی ندارند) زمین‌لرزه‌های تكنوتیكیجدا شدن قاره‌ها و نظریه زمین ساخت صفحه‌ای به بررسی‌های انجام شده توسط دانشمندان نشان می‌دهد كه موقعیت قاره‌ها در دوران مختلف زمین‌شناسی، با وضعیت فعلی آن بسیار متفاوت بوده و شكل كنونی آن نتیجه میلویونها سال فرگشت و تكامل پوسته زمین است. برای اولین بار به طور جدی دانشمندی به نام آلفرد وگنر در سال 1912 با بررسی شواهدی نظیر تشابه ساحل غربی آفریقا یا ساحل شرقی آمریكای جنوبی و وجود فسیل‌های مشابه در قاره‌های مختلف نظریه جدا شدن قاره‌ها را مطرح كرد. بر اساس نظریه وی قاره‌ها در میلوینها سال پیش به صورت خشكی واحدی بودند كه وی آنرا پانگه‌آ نامید. این ابرقاره‌های بزرگ پس از مدتی به قاره‌های بزرگ اوراسیا در شمال و گندوانا در جنوب و اقیانوس بزرگی به نام (;;.ص7) در میان این دو قاره تقسیم شدند. این نظریه مثل سایر نظریه‌های جدید در ابتدا با مخالفت‌های فراوانی روبرو شد ولیكن با گذشت زمان و پیشرفت فناوری و به دست آوردن شواهد جدید نظریه وگنر مورد تائید قرار گرفت. اما تا اواسط دهه 60 میلادی سازو كارهای صحیح برای این جدا شدن قاره‌ها پیدا نشده بود و نظریه‌های مختلفی كه هر كدام دارای اشكالاتی بودند ارائه شد در این سالها نظریه زمین‌ساخت ورقه‌ای در مجامع علمی مطرح گردید ( شكل 1-2) ص 8شكل 1-2 نقشه صفحات زمین‌ساختی جهان با نگاهی به نقشه‌های مبانی لرزه‌خیزی این سؤال پیش می‌آید كه چرا زمین‌لرزه‌ها به صورت یكنواخت در سراسر كره زمین پراكنده نبوده و معمولاً در ناحیه باریكی قرار دارند و چرا آتشفشانها و كوهستانها در این ناحیه وجود دارند؟ ( شكل 1-3) ص8شكل 1-3 نقشه پراكندگی مراكز زمین‌لرزه‌ها در جهان نظریه زمین‌ساخت صفحه‌ای برای پاسخ به این قبیل سؤالات دلایل قانع‌كننده‌ای ارائه كرده است. بر اساس این نظریه پوسته جامد كره زمین یكپارچه نبوده و از قطعات منفصلی تشكیل شده است كه نسبت به یكدیگر در حال حركت هستند. این قطعات به نام صفحه‌های زمین‌ساختی معروفند . این صفحه‌ها یا قطعات بر روی گوشته درون كره زمین كه حالت نیمه مذاب و پلاستیك داشته شناور هستند. بعضی از پژوهشگران تعداد صفحات اصلی پوسته زمین را به شرح زیر ذكر كرده‌اند:1 صفحه آفریقا2 صفحه اروپا – آسیا3 صفحه آمریكای شمالی و جنوبی4 صفحه اقیانوس آرام شمالی و جنوبی5 صفحه هند و استرالیا6 صفحه اقیانوس منجمد جنوبیصفحات پوسته كره زمین به سه حالت عمده نسبت به یكدیگر در حركت هستند. این صفحات یا از یكدیگر دور می‌شوند و یا به هم نزدیك می‌شوند، یا در مجاورت یكدیگر حركت می‌كنند. این حركات صفحات باعث تجمع انرژی در مرز صفحات و نهایتاً آزاد شدن آن و به وجود آمدن زمین‌لرزه‌ها می‌گردد. از لحاظ آماری بیشترین و بزرگترین زمین‌لرزه‌ها در مرز بین صفحات مرزی روی می‌دهند. موقعیت ایران در زمین‌ساخت صفحه‌ایفلات ایران از دیدگاه زمین‌ساختی در ناحیه‌ای بسیار فعال قرار گرفته است. نگاهی به نقشه‌های زمین‌ساختی نشان می‌دهد كه این فلات بین صفحه غربی در جنوب و جنوب غربی و صفحه توران در شمال شرقی قرار دارد. نقشه‌های زمین‌ساختی نشان می‌دهد كه بستر دریای سرخ بر اثر فعالیت‌های درون پوسته زمین در حال باز شدن است. این بازشدگی در بستر دریای سرخ باعث حركت صفحه عربستان به سمت فلات ایران می‌شود. باعث چین‌خوردگی فراوان، بالا آمدگی پوسته، كوتاه‌شدگی پوسته و نهایتاً شكل كنونی فلات ایران شده است. این باز شدگی همچنان ادامه داشته و لذا كشور ایران در معرض یك تنش دائمی قرار دارد كه عامل اصلی بیشتر زمین‌لره‌های ایران به حساب می‌آید. ( شكل 1-4) ص10شكل 1-4- نقشه صفحات زمین‌ساخت خاور میانه و حركات نسبی آنها به طور كلی با بررسی محل وقوع زلزله‌ها در ایران به دو منطقه اساسی می‌رسیم. یكی هلالی كه از سمت آذربایجان شروع شده و در امتداد رشته كوه البرز به شمال خراسان می‌رسد، آنگاه به سمت جنوب در حاشیه كویر تا شمال سیستان ادامه دارد و به كوههای زاگرس تا لارستان می‌باشد. بنابراین به طور خلاصه مناطق لرزه‌خیز ایران را با دقت بیشتر می‌توان چنین تقسیم‌بندی نمود.1 مناطق شرقی شمال خراسان و شمال سیستان2 منطقه شمال در امتداد البرز تا آذربایجان غربی3 نواحی زاگرس از دریاچه ارومیه تا بندرعباس4 كپه‌داغ در شمال خراسان در مرز تركمنستان5 مكران بلوچستان در جنوب شرقی ایران ص11گسل‌های مهم ایران برای زلزله‌های مناطق 1 و 2 علت مشخص یافت نشده است و منشأ زلزله‌های این نواحی بیشتر گسلهای جوان و نسبتاً كوچك می‌باشد. در ناحیه 4 چین‌خوردگی زاگرس از تلاقی صفحات آسیا و عربستان پدید آمده است و لرزه‌خیزی ناحیه 4 كم و بیش مشابه ناحیه یك می‌باشد. اما در آن سوی نواحی 1 و 4 یعنی افغانستان و شمال ناحیه كپه‌داغ در كشور تركمنستان شدت لرزه‌خیزی نسبتاً كم می‌باشد. گسلتعریف زمین‌شناسی گسل چندان ساده نیست، لیكن گسل عبارت است از: سطح ناپیوسته‌ای ( غالباً مسطح) كه دو مجموعه را از هم جدا می‌كند.گسل نتیجه گسیختگی و حركتی است كه در آن نخست دو مجموعه سنگی متصل به هم از یكدیگر جدا شده و سپس باعث لرزش و دور شدن دو بخش از هم می‌شود. (شكل 1-5) ص13 جابه‌جایی حاصل از حركت گسل اختلاف سطح گسلی خوانده می‌شود كه عبارت است از فاصله بین دو ساختمان زمین‌شناسی به هم پیوسته اولیه و می‌توان آن را به كمك جابجایی لایه‌های زمین‌شناسی رودخانه و یا قسمتی از جاده معین نمود. معمولاً اگر گسل كاملی به وجود آمده باشد شكاف مزبور جوش خورده و پر می‌گردد.در گسلهای فعالی كه جابجایی آن زیاد باشد (مثلاً بیش از یك میلیمتر در سال) سطح زمین مورفولوژی خالی همراه است و شامل جدا شدگی قائم از چند دسیمتر تاچند متر و بدون شكاف زیاد می‌باشد. در گسلهای قدیمی مشخصات ریخت‌شناسی فوق چندان قابل تشخیص نیست. غالباً اختلاف سطح گسیل زمینه‌ها و لایه‌های كاملاً متفاوتی را پهلوی هم قرار می‌دهد مثلاً سنگهای سخت و مقاوم در كنار سنگهای سست و كم‌مقاومت قرار می‌گیرند و با كمك فرسایش گسل منظره‌ای پله‌ای پیدا می‌كند.سطح گسل ممكن است جهت خاصی نداشته باشد، با این وجود بسیاری از گسلها دارای سطوح قائم یا موربی هستند كه در امتداد جابه‌جایی‌های قائم و افقی رخ داده است. بر همین اساس با توجه به شكل 1-6 گسل را به انواع زیر تقسیم می‌كنند.1 گسل‌هایی كه جابجایی اصلی آنها در سطح افقی صورت می‌گیرد و ناشی از لغزش افقی‌اند. گسلهای جانبی نامیده می‌شوند. در طول تاریخ این نوع گسل جابجایی‌های مهم بخشهای مختلف پوسته زمین انجام می‌شود. اگر ابعاد گسل جانبی بزرگ باشد زلزله‌های بزرگ را ایجاد می‌نماید. 2 گسلهایی كه جابجایی آنها در سطح قائم انجام می‌شود دارای لغزش عمدی‌اند و ممكن است در نتیجه حركات كششی ایجاد شوند. (گسل نرمال یا عادی) و یا در اثر حركات فشاری (گسل وارونه یا معكوس) پدید آیند. طول گسل بسیار متفاوت و از چند میلیمتر (ترك و شكستگی بلوكهای سنگی) تا صدها كیلومتر (كه لایه‌های بزرگ قاره‌ها و اقیانوسها را بریده و از هم مجزا می‌نماید) می‌باشد. ص 15شكل 1-6- انواع گسل: الف) گسل عادی، ب) گسل وارونه ج و د) گسل‌های جانبی (امتدادلغز) ص 15شكل1 -6-1- انواع گسل یكی از گسلهای مشهور جهان گسل جانبی سان اندریاس در كالفرنیا به طول 300 كیلومتر است كه در سال 1906 زلزله سانفرانسیسكو با بزرگی 3/8 ریشتر در سال 1940 زلزله ال‌سنترو با بزرگی 1/7 ریشتر به وجود آورد. در زلزله ال‌سنترو 1940 یك گسل 60 كیلومتری با لغزشی برابر 5 متر شناسایی شد و باید دانست كه گسلها عامل و منشأ زلزله‌اند و نتیجه و حاصل آن چگونگی تولید زلزله توسط یك گسل به قرار زیر است.1 كرنش انباشته از گسل به حد نهایی می‌رسد (شكل 1-7 الف)2 لغزش در طول گسل اتفاق می‌افتد ( شكل 1-7 ب)3 یك جفت نیروی كششی و فشاری بر گسل اعمال شده است ( شكل 1-7 ج)4 این حالت همانند ناگهانی جفت نیروی شكل ( 1-7 د) است.5 این واكنش موجب رها شدن موج‌های كروی است.لنگر جفت نیروی شكل ( 1-7 د) به لنگر زلزله موسوم است و برابر است با :(1-1) M0=GLduu: جابجایی گسلd: عمق گسلL: طول گسلG: مدول برشی ص16شكل 1-7- سازوكار زلزله گسل فعالگسلهایی كه طی چند هزار سال گذشته حركت نموده و در آینده هم حركت خواهند كرد فعال نامیده می‌شوند. این گسلها به وسیله كاوشهای زمین‌شناسی و عكسهای هوایی تعیین می‌شوند و از آنجا كه زلزله معمولاً در مناطقی كه گسل فعال دارند اتفاق می‌افتد به هنگام انجام پروژه‌های بزرگ نظیر سد و نیروگاه اتمی فاصله و مشخصات گسل‌های فعال منطقه مشخص می‌شود و در برآورد زلزله طرح مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین كاوشهای زمین‌شناسی در مرحله اول طراحی چنین پروژه‌هایی اهمیت می‌یابند. قانون مقیاس در گسلبه طور كلی یك گسل لرزه‌ای بزرگ (گسل مولد زلزله) مثلاً به طول 500 تا 1000 كیلومتر یك قطعه واحد نیست بلكه در آن میتوان مجموعه كاملی از گسلهایی را با ابعاد كوچكتر پیدا كرد. هر گسل اصلی معمولاً دارای تعدادی گسل فرعی است. به این ترتیب در سطح افقی و هم در موقعیت فضایی گسلهای بزرگتر از اجتماع گسلهای بسیار كوچكتر تشكیل می‌شوند و این تسلسل تا مقیاس سنگ پیش می‌رود كه در آن درزها و ترك‌های كوچك از الگوی گسیختگی اصلی مناسبت متابعت می‌كنند. این مشاهدات با آنچه كه از زلزله‌شناسی می‌دانیم مطابقت می‌كند زیرا یك زلزله بزرگ یك حادثه مستقل و منفرد نیست بلكه گروه زلزله‌های دیگری با بزرگی كمتر آن را همراهی می‌كند كه بعضی قبل ولی بسیاری دیگر بعد از زلزله ظاهر می‌شوند و بزرگی آنها متفاوت است. كانون و مركز زلزلهاز اواخر قرن نوزدهم ثبت امواج حاصل از زلزله، در ژاپن و سایر نقاط جهان آغاز شده است. نحوه انتشار این امواج به گونه‌ای است كه گویی از یك مركز واحد ساطع شده‌اند این مركز كانون زلزله می‌نامند. تصویر این نقطه بر روی سطح كره زمین را مركز زلزله می‌نامند و فاصله این نقطه تا سطح زمین را عمق زلزله می‌خوانند (شكل 1-8)زلزله را بر حسب عمق به دو نوع سطحی و عمیق تقسیم می‌كنند. عمق زلزله سطحی كمتر از 70 كیلومتر است و زلزله‌های عمیق از عمق 300 تا 600 كیلومتری منتشر می‌شوند (شكل 1- 8) حوزه اثر زلزله‌های سطحی نسبتاً كوچك است و در خارج از آن جز با وسایل لرزه‌نگاری نمی‌توان زلزله را حس نمود. در حالی كه زلزله‌های عمیق در فواصل دور محسوس می‌باشند. تفاوت این دو نوع زلزله از نظر مهندسی در این است كه زلزله‌های مخرب همواره از نوع سطحی هستند و زلزله عمیق اثر تخریبی چندانی ندارند. ص18شكل 1-8 كانون و مركز زلزله امواج زلزلهدو نوع موج از كانون زلزله منتشر می‌شود.1 حجمی2 سطحی امواج حجمی: خود به امواج طولی و عرضی ( S,P) تقسیم می‌شوند. ارتعاش امواج طولی در امتداد انتشار و موج و امواج عرضی عمد بر این امتداد صورت می‌گیرد (شكل 1-9) امواج سطحی: امواج سطحی كه بر یك سطح زمین نقش می‌شوند و بیشتر در زلزله‌های سطحی قابل دریافت هستند به دو نوع لاو و ریلی تقسیم می‌شوند. موج لاو در محیطهای لایه‌لایه اتفاق می‌افتد و ارتعاش در صفحه موازی سطح زمین و در جهت عمد بر امتداد انتشار موج صورت می‌گیرد.ارتعاش موج ریلی در صفحه عمد بر سطح زمین صورت گرفته و حركت بیضی‌گونه دارد و سرعت آن اندكی كمتر از امواج عرضی است. ( شكل 1-10) ص 19شكل 1- 9 سرعت امواجسرعت امواج طولی و عرضی با یكدیگر متفاوت است و در نتیجه در نقطه‌ای دور از كانون ابتدا امواج طولی و سپس عرضی دریافت می‌گردند و از روی فاصله زمان دریافت این دو موج و با داشتن سرعت انتشار هر كدام می‌توان فاصله كانون زلزله را تا نقطه مورد نظر محاسبه نمود. ص20شكل 1-8- كانون و مركز زلزله سرعت امواج طولی (1-2) سرعت امواج عرضی (1-3) E: ضریب ارتجاعیG: مدول برشیP: جرم مخصوصV : ضریب پوآسیونبا توجه به روابط فوق می‌توان نتیجه گرفت كه سرعت امواج طولی همواره بیش از امواج عرضی است اگر ضریب پوآسیون برابر 025 فرض شود با استفاده از روابط فوق داریم:(1-4) تعیین مركز زلزله به كمك سه ایستگاه لرزه‌نگاریاگر فاصله مركز زلزله تا ایستگاه لرزه‌نگاری برابر d و زمان رسیدن موج p به ایستگاه مزبور tp و زمان رسیدن موج S‌ به ایستگاه ts باشد می‌توانیم بنویسیم:(1- 5) (1-6) در این رابطه Vp و Vs‌به ترتیب امواج P و S می‌باشند.اختلاف زمان رسیدن موج S و موج P به ایستگاه مورد نظر برابر است با(1 – 7) كمیت tS – tP را در روی لرزه‌نگاری كه مؤلفه افقی حركت زمین را ثبت می‌كند می‌توان مستقیماً اندازه‌گیری كرد، سپس از رابطه فوق d مركز تا ایستگاه به دست می‌آید. بنابراین اگر در سه ایستگاه لرزه‌نگاری S3, S2, S1 فواصل d3, d2, d1 را از مركز زلزله تعیین كنیم و سپس دوایری به مركز S3, S2, S1 و شعاع d3, d2, d1 رسم كنیم محل برخورد دوایر مركز زلزله را مشخص می‌كند. البته در این روش سرعت امواج P و S ( VS, VP) در منطقه باید مطرح باشد.(شكل 1-12)مقیاسهای اندازه زلزلهشدت زلزله :تعیین اندازه زلزله توسط پارامترهای مختلفی انجام می شود لنگر زلزله قبلاَ بیان شد.این پارامتر بیشتر مورد استفاده لرزه شناسان است. شدت زلزله به مقیاس مركالی مشهور است. در سال 1902 توسط مرکالی پشنهاد شد. در این مقیاس شدت زلزله به صورت تابعی از احساس و دریافت انسان و موجودات زنده از زلزله و نیز تأثیر زلزله بر ساختمان‌ها بیان می‌شود و لذا نوع اصلاح شده این مقیاس شامل دوازده درجه است که توسط نیومان درسال 1931 ابلاغ نمود که در جدول زیر آمده است. این مقیاس به طور گسترده‌ای پذیرفته شده و استفاده می‌شود. تذکراولین مقیاس برای اندازه گیری شدت متغیر زلزله در دهه 1880 به وسیله روسی- فورل در سوئیس پیشنهاد شد. مقیاس روسی- فورل که دو درجه داشت. درحدود 20 سال به عنوان وسیله‌ای برای بررسی ومقایسه اثرات آنها در سراسر دنیا به کار می‌رفت. اشکال اساسی این مقیاس این بود که خسارات اساسی خیلی زیادی در طبقه‌بندی 10 یکجا جمع شده بود. این اشکال در مراحل اولیه پیشرفت تکنولوژی چندان مهم نبود ولی با پیشرفت علم زلزله‌شناسی نیاز به مقیاس دقیق‌تری بسیار افزایش یافت.مقیاس اصلاح شده مرکالی شدت توصیف زلزله I زلزله بقدری ضعیف است که کسی آن را حس نمی‌کند. ولی در عین حال ممکن است موجب نوسان درختها و سطح آب و پریدن ناگهانی پرندگان شود. تشخیص این زلزله بسیار مشکل است . II ممکن است بوسیله اشخاصی که در حال استراحت هستند حس شود. بویژه در طبقات بالای ساختمان. پرندگان و حیوانات ممکن است مضطرب شوند و لامپهای آویزان به نوسان در آیند. IV ارتعاشاتی نظیر عبور کامیون از نزدیک منازل حس می‌شود .ظروف،پنجرها و درها می‌لرزند .اتومبیلهای ساکن بطور محسوسی تکان می‌خورند، دیوارهای چوبی احیاناً شکاف مختصری بر می‌دارند .لامپهای آویزان شروع به نوسان می‌کنند. V درها باز و بسته می‌شوند. حرکت آونگ ساعتهای دیواری نامنظم شده و گاهی می‌ایستند ودوباره بکار می‌افتند. در خارج از منزل هم احساس می‌شود. حتی جهت و امتداد زلزله را ممکن است بتوان حدس زد. مردم از خواب بیدار می‌شوند. بعضی از گچکاریها ممکن است ترک بردارند. VI همه احساس می‌کنند. راه رفتن مشکل می‌شود. پنجره‌ها و ظروف می‌شکند. عده‌ای از ترس از ساختمانها بیرون می‌روند. مبل ها و صندلیها جابجا می‌شود. بعضی از ساختمانهای سست ترک مختصری برمی‌دارند. مایعات شدیدن به نوسان در می‌آیند. زنگها وناقوسهای کوچک به صدا در می‌آید. دودکشها فرو می‌ریزد. کتابها و تصاویری که بر دیوار آویزانند واژگون می‌شوند. مقیاس اصلاح شده مرکالی (ادامه) شدت تـــــــوصــــــــــــــیف زلـــــــــــــــــــــــزلـــــــــــــــــه VII ایستادن مشکل می‌شود. رانندگان آن را حس می‌کنند. گچ دیوارها می‌ریزد. مبل و صندلیها می‌شکنند. ساختمانهای سست خسارت می‌بینند. سطح آب استخر موج می‌زند. آبهاگل‌آلود می‌شوند. دودکشها فرو می‌ریزند. قرنیزها و گچ بریهای برجسته تزئینی فرو می‌ریزند. خندق‌های آبیاری بتنی صدمه قابل ملاحظه‌ای می‌یابد. VIII ساختمانهای آجری و خشتی آسیب دیده و بعضاً بکلی خراب می‌شوند. دودکش کارخانه‌ها فرو می‌افتد. شاخه درختان کند می‌شود. دمای آب چشمه ها کمی تغییر می‌کند. زمینهای مرطوب و شیبدار می‌لغزند و شکاف برمی‌دارند. IX هراس عمومی قالب می شود. ساختمانهای آجری سست منهدم می‌شوند و ساختمانهای آجری معمولی شدیداً آسیب می‌بینند. ساختمانهای محکم نیز خسارت می‌بینند. به لوله‌کشی آب صدماتی می‌رسد و گاهی اوقات شکسته می‌شود. شکافهای بزرگ و نمایانی در زمین بوجود می‌آیند. X اغلب ساختمانهای آجری و ساختمانهای قاب بندی شده منهدم می‌شوند. خطوط آهن خمیده می‌شوند. سدها و خاکریزها صدمه می‌بینند. ساختمانهای چوبی و نیز پل ها صدمه زیاد می‌بینند. لغزش زمین های شیبدار چشمگیر است. آبها از داخل رودخانه ها و دریاچه‌ها به بیرون می‌ریزند. XI لوله کشیهای زیرزمینی مانند لوله‌کشی آب بکلی می‌شکند و از کار می‌افتد. خطوط آهن در نقاط زیادی خم شده انحناء برمی‌دارد. آب با همراه ماسه و گل از زمین خارج می‌شود (روانگونگی). سدها و خاکریزها در فواصل دور از مرکز زلزله صدمه می‌بینند. XII وسعت خرابی ها بی‌حد است. اشیاء به هوا پرتاب می‌شوند. تقریباً تمام ابنیه یا شدیداً صدمه دیده و یا منهدم می‌شوند. سنگهای بزرگ جابجا می‌شوند. مسیر رودخانه ها عوض می‌شود. خطوط هملرز بلافاصله پس از وقوع یک زلزله لرزه‌شناسان به محل اعزام شده و ضمن گفتگو با اهالی محل با پر کردن جدولهایی که از پیش آماده کرده‌اند به ارزیابی شدت زلزله در نقاط مختلف می‌پردازند. آنگاه با وصل کردن نقاط هم شدت خطوط هملرز بدست می‌آید که همانند شکل 1-13 خواهد بود. شدت زلزله که با استفاده از مقیاس مرکالی یا هر مقیاس دیگری تهیه شده باشد پیش از آنکه زلزله را به صورت کمی توصیف کند تصویری کیفی بدست می‌دهد که در تفسیر آن می‌باید نکاتی چند را در نظر گرفت.الف) شدت بدست آمده برای هر نقطه بستگی زیادی به قضاوتهای شخصی دارد. نه تنها ممکن است تلقی یک پژوهشگر از کلماتی نظیر صدمه، خرابی، ویرانی، انهدام، پرت شدن و ;; با دیگران متفاوت باشد که تلقی مصاحبه شوندگان و اهالی محل نیز هم، به ویژه پس از هر زلزله ساکنین مناطق زلزله زده که احیاناً سابقه ای هم از زلزله‌های قبل نداشته‌اند بسیار هراسان شده و در بازگو كردن حوادث مبالغه فراوان می‌كنند.ب) درجه مرکالی به رفتار ابنیه بستگی دارد و البته مصالح و فرم های ساختمان در رفتار لرزه‌ای مؤثراند. از این رو در یک منطقه با ابنیه مرغوب آسیب کمتری می‌بینیم تا منطقه دیگری با ابنیه سست و نامرغوب که تحت همان زلزله قرار گرفته باشد و چنانچه شدت واقعی زلزله برای هر دو نقطه یکسان باشد، برای دومی شدت بیشتری ثبت می‌شود. ج) تعیین خطوط هملرز برای شدت‌های بالا نیازمند وجود ابنیه مهندسی است و در مواردی که جز ساختمانهای روستایی چیزی وجود ندارد به زحمت می‌توان خطوط بالا تر از VIIرا به دست آورد.د) شدت زلزله ارتباط مستقیمی با شتابهای حاصل زلزله ندارد.علیرغم این کاستی‌ها شدت زلزله به دلیل فوایدش توانسته است ارتباط خود را در میان لرزه‌شناسان و مهندسان حفظ کند. تعیین شدت لرزه بسیار ساده است و نیازمند وسایل پیچیده نیست.شدت مستقیماً توصیفی از عملکرد ساختمانها را در خود دارد و بنابراین کار مهم گزارشهای مهندسی را آسان می‌کند.خطوط هملرز وسعت ناحیه زلزله را می‌دهد. از آنجا که مساحت ناحیه زلزله زده تابعی از شدت انرژی آزاد شده توسط زلزله است همانگونه که بعداً بیان خواهد شد رابطه‌ای میان شدت و انرژی زلزله وجود دارد و با توجه به ارتباط میان انرژی و پارامترهای دیگر چون شتاب و بزرگی روابطی بین شدت و این پارامترها ایجاد می‌شود. مقیاس بزرگی ریشتر بیان کردن اندازه زلزله به صورت کمی برای مهندسین اهمیت زیادی دارد. ریشتر در سال 1935بزرگی زلزله را برای زمین‌لرزه‌های سطحی (کم عمق) به صورت زیر تعریف کرد: (1-8) در این رابطه M بزرگی زلزله،A دامنه ماکزیممی است که به وسیله یک لرزه‌نگار استاندارد وود- اندرسون در فاصله 100کیلومتری از مرکز زلزله ثبت می‌شود وA0 دامنه مبنا برابر یک‌هزارم میلیمتر می‌باشد. اندازه‌گیری دامنه ماکزیمم در عمل باید در فواصلی صورت گیرد که در مقایسه با ابعاد منطقه گسل لغزیده زیاد باشد. سپس مقادیر بدست آمده از روی منحنی های ثبت شده برای فاصله Km100 از مرکز زلزله برون‌یابی می‌شود. در عمل برای اینکه بهترین نتیجه حاصل شود با استفاده از منحنی‌های ثبت شده تعدادی از ایستگاه‌های زلزله‌شناسی مقدار متوسطی برای M تعیین می‌گردد.زلزله‌ای با بزرگی 2 ریشتر معمولاً کوچکترین زلزله‌ای می‌باشد که به وسیله انسان حس می‌شود. زلزله‌های با بزرگی 5 ریشتر یا بزرگتر تکانهای شدیدی ایجاد می‌کند که به ساختمانها صدمه وارد می‌کند. زلزله‌هایی که بزرگی آنها تقریباً کمتر از 5 ریشتر باشد به علت مدت زمان کوتاه و شتاب ملایمشان به ندرت باعث صدمه دیدن ساختمانها می‌گردند. در ایران زلزله های به بزرگی 4 تا 5 ریشتر نیز بخصوص در دهات به خانه های خشت و گلی آسیب رسانده‌اند. مقیاس بزرگی ریشتر معرف انرژی آزاد شده به وسیله زلزله می‌باشد. باید تشخیص داده شود که بزرگی ریشتر با دامنه موج زلزله ثبت شده به وسیله لرزه‌نگار به صورت لگاریتمی تغییر می‌کند.ازدیاد بزرگی ریشتر به اندازه یک واحد متناظر با 10 برابر شدن دامنه موج اندازه‌گیری شده و تقریباً 31 برابر شدن مقدار انرژی رها شده به وسیله زلزله می‌باشد. از این رو برای مثال دامنه ماکزیمم منبع زلزله‌ای به بزرگی 8 ریشتر دو برابر دامنه ماکزیمم زلزله‌ای به بزرگی 4 ریشتر نمی‌باشد بلکه100000 برابر از آن بزرگتر است. همینطور انرژی رها شده به وسیله زلزله‌ای به بزرگی 8 ریشتر تقریباً یک میلیون برابر انرژی زلزله‌ای به بزرگی 4 ریشتر است. انرژی زلزله‌ای به بزرگی 5/8 ریشتر معادل 30 میلیون تن تی.ان.تی می‌باشد. بزرگی زلزله 1964 آلاسکا تقریباً 5/8 ریشتر بوده است که مساحتی به وسعت یک میلیون و هشتصد هزار کیلومتر مربع (بیشتر از تمام مسا حت ایران) احساس شد. استفاده از مقیاس بزرگی ریشتر روش آسانی برای طبقه‌بندی زلزله‌ها و اساس اندازه آنها می‌باشد. اما به دلایل زیر M وسیله سنجش دقیق اندازه یک زلزله نمیباشد.الف) مرکز زلزله دقیقاً یک نقطه نیست. ب) معمولاً لرزه‌نگاری در فاصله دقیقاً 100 کیلومتری وجود ندارد و باید از چند لرزه‌نگار در فواصل مختلف استفاده نمود و نتیجه حاصل را تصحیح کرد. بزرگی زلزله که به وسیله ایستگاه‌های مختلف گزارش می‌شود قالباً تا 5/0 ریشتر و به بعضی از مواقع حتی بیشتر از آن اختلاف دارد.پ) بزرگی زلزله درباره اثرات زلزله در روی ساختمانها و غیره مستقیماً اطلاعاتی نمی‌دهد. واضح است که اگر زلزله‌ای به بزرگی معین در وسط اقیانوس و یا در یک منطقه دور افتاده اتفاق افتد اثر آن از لحاظ مهندسی در مقایسه با زلزله‌ای که مرکز آن در یک شهر پر جمعیت می‌باشد به مراتب کمتر است.ت) به دلیل غیریکنواختی پوسته زمین و انواع مختلف گسلها (نحوه قرار گرفتن و جهت آنها ) M مقیاس دقیقی برای اندازه‌گیری زلزله نمی‌باشد. د ستگاه های ثبت زلزله1- لرزه‌نگار 2- شتاب‌نگار قدیمی‌ترین کوشش‌ها برای اندازه‌گیری زمین‌لرزه توسط چینی‌ها صورت گرفته است. در سال 132 میلادی فیلسوف چینی به نام چانگ هنگ اولین لرزه‌نمای شناخته شده را ساخت. تصویر این لرزه‌نما به اژدهایی شباهت دارد که گوی‌های فلزی در دهان داشته و در زمان رویداد زمین‌لرزه این گوی‌ها به دهان قورباقه سقوط می‌کنند. این تصویر در اکثر کتابهای زمین‌لرزه‌شناسی وجود دارد. (شکل 1-14) ص 31شکل 1-14 لرزه نمای ساخته شده توسط چینی ها این لرزه نما برای مدت 400 سال بکار گرفته می‌شد. لرزه‌نگار و شتاب‌نگار کار دستگاه‌های لرزه‌نگار که عموماً در لرزه‌شناسی مورد استفاده قرار می‌گیرند ثبت جابجایی زمین ناشی از ارتعاشات حاصل از زلزله می‌باشد. اصول کار این دستگاه‌ها بر اساس حرکت آزاد آونگ است. اگر آونگی با زمان تناوب زیاد تحت حرکتی با زمان تناوب نسبتاً کم قرار گیرد جابجایی افقی آونگ نسبت به پایه u، با جابجایی افقی پایه آونگ (جابجایی نقطهA در شکل 1- 15) برابر خواهد بود. با وصل یک قلم رسام به نقطه B و چرخش منظم توپ کاغذ از زیر این قلم، همینکه دستگاه تحت حرکت قرار گیرد آنرا روی کاغذ ثابت کرده و پس از باز کردن توپ کاغذ از دستگاه این حرکت را (که در واقع همان ارتعاش زمین در محل نصب دستگاه است نسبت به زمان در دست خواهیم داشت) ساده ترین ساختمان یک لرزه‌نگار در شکل زیر نشان داده شده است .شكل (1- 15) اصول كار لرزه‌نگار جابجایی زمین در نقاط دور از مرکز زلزله بسیار کوچک و در حد میکرون است و برای آنکه قابل رویت شود باید تقویت گردد. برای این کار حرکت آونگ به طریق مکانیکی، نوری و الکترومغناطیسی تقویت می‌شود. با روشهای نوری می‌توان حرکت آونگ را چندین هزار برابر تقویت کرد و با روشهای الکترو مغناطیس این نسبت را می‌توان به چندین میلیون رساند. علاوه بر این باید از ارتعاش اضافی دستگاه به وسیله اعمال استهلاک جلوگیری کرد که این کار با استفاده از روغن، هوا یا وسایل الکترو مغناطیس انجام می‌شود. از آنجا که زمان تناوب ارتعاشات زلزله با دور شدن از مرکز زیاد می‌شود برای ثبت زلزله های دور‌دست باید از لرزه‌نگارهایی با تناوب بالا مثلاً 20 ثانیه، استفاده کرد و علاوه بر این می‌باید از درجه تقویت بالاتری استفاده نمود. زیرا دامنه ارتعاشات بسیار کوچک است. بر عکس برای ثبت ارتعاشات محلی باید از لرزه‌نگارهایی با زمان تناوب کوچکتر استفاده نمود مانند آنچه ریشتر در تعریف بزرگی به کار گرفت (دستگاه وود- اندرسون با تناوب 8/0 ثانیه). اگر دستگاه لرزه‌نگار بیش از حد به مرکز زلزله نزدیک باشد و یا شدت زلزله خیلی زیاد باشد دستگاه اصطلاحاً اشباع می‌گردد زیرا عقربه ثبات به حد خود می‌رسد و نمی‌تواند بزرگی واقعی زلزله را برآورد کند. در شکل 1-16 یک نمونه از لرزه‌نگاشت ثابت شده توسط دستگاه لرزه‌نگار دیده می‌شود. ص 33شكل 1- 16- نمونه‌ای از لرزه‌نگاشت كه توسط لرزه‌نگار ثبت شده است. اگر زمان تناوب دستگاه نسبت به تناوب زلزله خیلی کوچک باشد جابجایی آونگ با شتاب زمین متناسب خواهد بود. این چنین دستگاهی را شتاب نگار و نمودار حاصله را شتاب‌نگاشت می‌خوانند ساخت شتاب‌نگاشت به مراتب ساده تر از لرزه‌نگار بوده و نصب و نگهداری آن نیز آسانتر می‌باشد. امروزه شتابنگارهای الکترونیکی به بازار آمده‌اند که ارزانتر و سبکتر از انواع قدیمی‌اند و شتاب زلزله را به صورت عددی ثبت می‌کنند که می‌تواند مستقیماً برای تحلیل رایانه‌ای مورد استفاده محققان قرار گیرد. اگر تناوب دستگاه به گونه‌ای تنظیم شود که به تناوب ارتعاش زمین نزدیک باشد آنگاه جابجایی آونگ با سرعت ارتعاش زمین متناسب خواهد بود به چنین دستگاهی سرعت‌نگار می‌گویند.شتابنگارها انواع مختلف دارند. حدود مرکالی که این شتابنگارها می‌توانند ثبت کنند معمولاً بین 06/0 تا 25 هرتز است . کاربرد لرزه‌نگاشت و شتاب‌نگاشت از نظر ریاضی شتاب‌نگاشت مشتق دوم لرزه‌نگاشت است و ظاهراً اگر یکی از این دو موجود باشد می‌توان با مشتق‌گیری و یا گرفتن انتگرال دیگری را بدست آورد. با این وجود تا کنون در این مورد توفیقی حاصل نشده است و به هیچ وجه نمی توان با عملیات ریاضی یکی را به کمک دیگری بدست آورد. علیرغم نزدیکی ظاهری، لرزه‌نگاشت و شتاب‌نگاشت کاربردی کاملاً متفاوت داشته و موضوع علم جداگانه‌ای هستند. لرزه‌نگاشت عمدتاً ابزار کار لرزه‌شناسان هستند و به کمک آن مرکز و بزرگی زلزله به دست می‌آید.همچنین اطلاعات مفصلی از فیزیک امواج زلزله و بازتابها و انکسارهایی که این امواج در حین عبور از لایه های مختلف متحمل می‌شوند به دست می دهد و به کمک این اطلاعات می‌توان به جنس لایه ها و مشخصات هندسی آنها و سایر اطلاعات زمین‌شناسی دست یافت. اما هیچ کدام از این اطلاعات مستقیماً به کار تعیین واکنش سازها در برابر زلزله نمی‌آید. همانطور که بعداً خواهیم دید عنصر اساسی برای حل معادله حرکت یک سازه، شتابی است که به پی آن وارد می‌شود، بنابراین محور کار در اینجا شتاب‌نگاشت است. از آنجا که نمی‌توان شتاب‌نگاشت را با عملیات ریاضی از لرزه‌نگاشت به دست آورد، شبکه مجزایی از شتاب‌نگارها در مناطق مختلف نصب می‌شود و لازم است در کلیه نقاطی که احتمال لرزه‌خیزی دارند شتاب‌نگار نصب شده باشد زیرا بر خلاف لرزه‌نگار که زلزله را از فواصل دور دریافت می‌کند شتاب‌نگار فقط در فواصل نسبتاً نزدیک را ثبت می‌کند نگهداری شتاب‌نگار ساده‌تر و کم‌خرج تر از لرزه‌نگار است، زیرا لرزه‌نگار مرتباً کار می‌کند و باید تكنسینهای مربوطه رکورد ها را به طور دائمی بازرسی كنند تا زلزله‌هایی که در فواصل دور و نزدیک بدون خبر اتفاق می‌افتند مشخص شوند در حالی که شتاب‌نگار به تکنسین نیاز ندارد و چنانچه باطری آن درست باشد طوری تنظیم می‌شود که تا شتاب از حد تعیین شده‌ای (مثلاً شتاب ثقل) زیادتر شد به کار افتد و ارتعاش را ثبت کند و سپس با پایان یافتن ارتعاش از کار باز ایستد. در هر دوی این دستگاه‌ها ساعت تعبیه شده و در نوارهای کاغذی ساعت درج می‌شود. محتوای فرکانسی یک زلزله را نمی‌توان از لرزه‌نگاشت کسب کرد بلکه فقط از شتاب‌نگاشت بدست می‌آید. شتاب‌نگاشت ها به علل مختلف دارای خطا هستند و می‌باید اصلاح شوند. انواع قدیمی شتابنگار از انواع رسام بوده و نمودار شتاب را بر حسب زمان بدست می‌آورند که مستقیماً به کار نمی‌آید و باید عددی شود. این کار به کمک دستگاه‌های .باید توجه داشت که شتاب در سه جهت عمد بر هم ثبت می‌شود که یکی قائم و بقیه افقی هستند. منابع خطا‌زا در شتاب‌نگار به قرار زیراند :الف) خواص دینامیکی شتاب نگار _ اگر فرکانس و استهلاک شتاب نگار درست انتخاب نشده باشند تداخل دینامیکی بین ورودی که همان ارتعاش زلزله است و خواص دینامیکی شتاب‌نگار صورت گرفته و خروجی (شتاب‌نگاشت) غیر از ورودی خواهد بود.ب) کش آمدن کاغذی که نمودار بر آن ثبت شده است.ج) لقی و کجی قلم ثبات و اصطکاک بین کاغذ و قلم ثبات.د) خطاهای ناشی از خواندن نمودار و عددی کردن آن.یکی از روش های ساده مقابله با این خطا ها عبور دادن شتاب از یک فیلتر فرکانسی است. بگونه‌ای که فرکانسهای خیلی بالا و یا خیلی پایین حذف شوند. شبکه های لرزه‌نگاری و شتابنگاری ایران به نظر می‌رسد قدیمی‌ترین شبکه لرزه‌نگاری متعلق به مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران باشد که از سال 1338 تا کنون با همکاری چند دانشگاه دیگر نظیر مشهد و شیراز مسئولیت ثبت اطلاعات لرزه‌نگاری در سطح کشور را برعهده داشته است. این موسسه دارای 7 پایگاه موجود در تهران، کرمان، تبریز، شیراز، کرمانشاه، مشهد و سفیدرود است. پایگاه تهران دارای دستگاه‌های سه مؤلفه‌ای با تناوب کم از نوع اشتوتگارت هیلر است که روی کاغذ روده‌ای ثبت می‌کنند و دستگاه‌های سه مؤلفه‌ای با تناوب زیاد از نوع گالیتین می‌باشند که روی فیلم عکاسی ثبت نموده و برای ث می‌باشند .علاوه بر این از سال 1353 در جنوب غربی تهران یک شبکه ویژه در امتداد قم، ساوه و کرج نصب شده که دارای هفت ایستگاه می‌باشد. آرایش این شبکه به این شکل است که ایستگاه یک در مرکز و بقیه ایستگاه‌ها در محیط دایره‌ای به شعاع تقریبی 30 کیلومتر مستقر شده‌اند.موسسه ژئوفیزیک کار ساخت شش پایگاه جدید را نیز در قصر کاشان، مسجدسلیمان، بندرعباس، دامغان و بروجرد تمام کرده و در حال راه اندازی می باشد ضمناً دو پایگاه لرزه‌نگاری در کرمان و بیرجند توست دانشگاه کرمان و مجتمع آموزش عالی بیرجند زیر نظر ژئوفیزیک تهران اداره می‌شود.پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله که در اواخر دهه شصت خورشیدی توسط وزارت فرهنگ وآموزش عالی ایران با همکاری یونسکو تأسیس شده است در حال تأسیس یک شبکه لرزه‌نگاری و شتابنگاری در سطح کشور می‌باشد.همچنین مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و سازمان انرژی اتمی نیزهر یک شبکه‌های شتابنگاری جداگانه‌ای را در سطح کشور اداره می‌کنند. قدیمی‌ترین شبکه شتابنگارمتعلق به مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن است که کار خود را از سال 1352 آغاز نموده است. این شتاب‌نگاشت‌ها از نوع اس ام آ می‌باشند. آستانه فعال شدن این دستگاه‌ها برابر 1% شتاب ثقل است. توسعه این شتابنگارجزو برنامه های جاری مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن می‌باشد. تغییر گرافیکی شتاب‌نگاشتها همانطور که در اشکال قبل مشاهده شد اثر زلزله بر روی ساختمانها را می‌توان از بررسی بر روی شتاب‌نگاشت تعیین کرد در هر زلزله سه فاکتور اساسی نقش دارد:1 محتوای فركانسی2 بیشینه شتاب زمین PGA3. مدت زمانکه هر کدام از این علل بر روی خسارت وارده بر سازه‌ها اثر قابل ملاحظه‌ای دارد و به عنوان مثال می‌توان گفت یک زلزله 5 ریشتر بر روی یک سازه به مدت 2 ثانیه شاید خسارات کمتری از یک زلزله 4 ریشتری به مدت 15 ثانیه داشته باشد یا حتی برای سازه‌های مختلف متفاوت باشد. پیشگویی زلزلهدرگذشته پیشگویی زلزله یکی از آرزوهای بزرگ بشربوده است. توانایی حیوانات در درک امواج صوتی و سایر علایم زلزله که برای انسان نامحسوس است و واکنش به موقع آنها در برابر زلزله فکر امکان پیشگویی زلزله را تقویت می‌کند. تحقیقات نشان می‌دهد که وقوع زلزله همراه با تغییراتی درپوسته زمین نقشهای داخلی آن و بعضی از ویژگی‌های فیزیکی همچون خواص مغناطیسی و مقاومت الکتریکی و نیز به هم خوردن روند (ریتم) فعالیتهای لرزه‌ای منطقه می‌باشد. در نتیجه این امید وجود دارد که به کمک تبیین ارتباط دقیق زلزله با این تغییرات بتوان وقوع آنرا پیش‌بینی کرد. پس از زلزله نیگاتا 1964 در ژاپن برنامه تحقیقاتی برای پیشگویی زلزله سرعت گرفت و بعداً فعالیتهای مشترک ژاپنی‌ها و آمریکایی‌ها دامنه تحقیقات را وسیعتر نمود. چین، شوروی و هند از کشورهایی هستند در این جهت گامهایی برداشته‌اند. مطالعات نقشه‌برداری در طول ساحل نزدیک به مرکز زلزله نیگاتای ژاپن نشان داد که زمین در طول زمان زیادی به کندی بر آمده است و قبل از وقوع زلزله این بر آمدگی تسریع شده و پس از وقوع زلزله فرو نشسته است. در آمریکا خزشهای غیر عادی قبل و بعد از زلزله استون کانیون1972 با بزرگی 7/4 ثبت شده است همچنین تغییراتی در حوزه مغناطیسی زمین در حین زلزله (برای زلزله‌های متوسط حدود 10 گاما) ثبت شده است. کلاً پارامترهایی که می‌توانند در پیشگویی زلزله مفید باشند به قرار زیر است. 1 برسی تاریخچه زلزله‌های محل مورد نظر و کشف تأخیر اجتماعی. 2 وقوع زلزله‌های ضعیف (که ممکن است پیشلرزه باشند) و بطور کلی بروز تغییراتی در الگوی زلزله های کوچک محلی 3 تغییرات و برآمدگی‌های پوسته زمین 4 وجود گاز رادون در آبهای زیر زمینی 5 وجود گاز هلیم در گازهای خروجی از گسل 6 تغییرات در خواص مغناطیسی و الکتریکی زمین 7 تغییر تنش داخلی زمین 8 افزایش سرعت امواج در خاک قبل از وقوع زلزله به علت افزایش تنش پوسته زمین 9 بالا آمدن سطح آب چاه‌ها 10 رفتار غیر منتظره حیواناتنه تنها ثبت دائمی این تغییرات در سطح گسترده در مناطق مختلف یک کشور بسیار مشکل است (چه غالباً تغییرات بسیار جزئی و خارج از حدود دقت ابزار داخلی است) بلکه هنوز رابطه مشخص و قطعی میان این تغییرات و وقوع زلزله بدست نیامده است. چه بسا مواردی که گمان می‌رود زلزله‌ای قریب‌الوقوع باشد ولی به وقوع نمی‌پیوندد و زلزله‌هایی که بدون همراهی با نشانه‌های فوق رخ می‌دهند. تنها یک مورد موفق در تاریخ پیشگویی زلزله وجود دارد. چینی‌ها در سال 1975 با زحمات مداوم و چندین ساله توانستند زلزله هایشانگ را پیشگویی کرده و مردم را به خارج شهر هدایت کنند.پس از آن زلزله‌های مخرب فراوانی در چین، آمریکا و سایر نقاط جهان واقع شده است که علیرغم زحمات مستمر لرزه‌شناسان، متأسفانه امکان یک پیشگویی دقیق فراهم نگردیده است. البته منظور از پیشگویی تعیین زمان نسبتاً دقیق وقوع و حدود بزرگی زلزله است. وگرنه با توجه به سوابق تاریخی و نیز وجود گسلها وسایر منابع لرزه‌زا، محاسبه احتمال وقوع زلزله‌ای با بزرگی معین امکان‌پذیر است و بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت. دقیقاً به همین دلیل است که در نقاطی که یک تأخیر تاریخی در وقوع زلزله داریم می‌توان انتظار داشت که یک زلزله شدید رخ دهد. آنچنان که در خطه شمال برای مدت زیادی زلزله بزرگی اتفاق نمی‌افتاد تا آنکه در سال 1369 زلزله منجیل رخ داد ویا تهران که سوابق زلزله‌های تاریخی که ری را ویران ساخته است پشت سر دارد وقوع یک زلزله مخرب در آینده از احتمال بالایی برخوردار است. از سوی دیگر بر خلاف هیاهو و جنجال تبلیغاتی با پیشگویی زلزله سود چندانی هم ندارد. مثلاً اگر بدانیم ظرف 6ماه آینده یک زلزله با بزرگی 7 ریشتر در تهران می‌آید چه می‌کنیم؟ آیا همه می‌توانند خانه و کاشانه خویش را ترک کنند؟ درعوض به راحتی می‌توان با رعایت اصول ایمنی زلزله ساختمانها را به گونه‌ای ساخت که چنین زلزله محکمی را بدون خطر انهدام از سر بگذرانند. درمورد این اصول در فصل بعدی سخن خواهد رفت. مبانی علم ارتعاشاتمقدمهعلم ارتعاشات سازه‌ها شاخه‌ای از علم مکانیک است که در آن نیروهای دینامیکی بر رفتار سازه‌های مورد مطالعه قرار می‌گیرد اگر چه دانش مکانیک از عمر قابل توجهی برخوردار است. اما هنوز از عمر علم ارتعاشات سازه‌ها (یا دینامیک سازه‌ها) چندی بیش نمی‌گذرد. با توسعه علم و پیشرفت که لزوم احداث سازه‌های خاص و سازه‌های بیشتر را ایجاب می‌نمود توجه بشر به طور جدی معطوف به بررسی اثر نیروهای حاصل از ارتعاشات در رفتار سازه‌ها گردید. امروزه بشر قادر است مکانیزم بارهای دینامیک و نیز رفتار سازه‌ها را در مقابل این بارها به نحوشایسته‌ای ارزیابی نماید فلذا علم ارتعاشات سازه‌ها سهم قابل ملاحظه‌ای در پیشرفت صنعت داشته است. بارهای دینامیکی دارای منابعی مختلف با طبیعت گوناگون می‌باشند. بارهای دینامیکی می‌توانند ناشی از تأثیر جرم نا‌متوازن در ماشین‌ها باشند در این حالت سازه‌ای که برای نگهداری این نوع دستگاه ساخته می‌شود. در بسیاری از موارد تحت تأثیر نیروهای دینامیکی به مراقبت بیش از نیروهای استاتیکی قرار گیرد. بارهای دینامیکی همچنین می‌تواند ناشی از اثر باد یا زلزله بر روی سازه‌ها باشند بدیهی است که در مورد این بارها 8 هر قدر ارتفاع سازه‌ها بیشتر باشد تأثیر آن بر سازه‌ها بحرانی تر و تعیین کننده تر می‌باشد از دیگر عوامل ایجاد ارتعاش در یک سازه می‌توان امواج ناشی از انفجار را نام برد.همچنین در پل‌ها می توان از حرکت وسایل نقلیه به عنوان عامل ارتعاش یاد کرد. امواج دریاها که باعث ارتعاش سازه سکوهای استخراج نفت در این مناطق می باشند. نیز یکی دیگر از عوامل ایجاد بارهای دینامیکی محسوب می‌شوند با این مقدمه کاملاً روشن می‌شود که بررسی ارتعاشات سازه ها از جایگاه بسیار مهمی در طراحی سازه ها بخصوص در برابر بارهای زلزله برخوردار می‌باشد و این اهمیت در غالب موارد هم از نقطه نظر مسائل سینماتیکی و دینامیکی منظور از اثرات دینامیکی همان افزایش نیروهای داخلی در سازه می‌باشد (مانند افزایش نقش در اعضای یک سازه که تحت اثر زلزله قرار می‌گیرد و باید به هنگام طراحی سازه مورد توجه قرار گیرد) و منظور از سینماتیکی مسائل مربوط به تغییر شکلها و تغییر مکانهای ناشی از ارتعاشات هستند (مثلاً ارتعاشات قسمت های داخلی یک نیروگاه هسته‌ای در برخی موارد باید از نظر تغییر مکان ها مورد توجه قرار گیرد‌) لذا در ادامه این فصل ابتدا به معرفی برخی مفاهیم که در علم ارتعاشات و مهندسی زلزله کاربرد اصولی و اساسی دارند پرداخته خواهد شد. سپس مبانی واصول عمومی این عمل تعیین خواهد گردید. عناصر علم ارتعاشات1 بار دینامیكی، 2 جرم، 3 درجات آزادی، 4 سختی، 5 استهلاك بار دینامیكیبار دینامیكی به باری اطلاق می‌شود كه مقدار وجهت و محل اثر آن با زمان تغییر می‌كند. به طور كلی بارهای دینامیكی بر دو نوع هستند. 1 بارهای تناوبی، 2 بارهای غیرتناوبی.ساده‌ترین نوع بارهای تناوبی بارهای هارمونیك (با تغییران سینوسی) می‌باشند به عنوان مثال بارهای ناشی از اثر دوران جرم نامتوازن در ماشین دوران از این نوع هستند. اما بارهای تناوبی دیگری نیز وجود دارند كه از نوع هارمونیك پیچیده‌تر می‌باشند. اینگونه بارها، با استفاده از سری فوریه قابل تعریف به وسیله مجموعه‌ای از اجزاء هارمونیك می‌باشند و لذا تحلیل دینامیكی سازه‌ها با رفتار خطی در مقابل بارهای تناوبی عموماً منجر به تحلیل آنها در مقابل بارهای هارمونیك می‌شود. بارهای غیرتناوبی نیز دارای منابع مختلف هستند. به عنوان مثال بارهای ناشی از انفجار، باد و زلزله بارهای غیرتناوبی هستند كه برای آنالیز دینامیكی سازه‌ها در مقابل آنها از روشهای عددی استفاده می‌شود. جرمنیروهای اینرسی كه در واقع نیروهای مقاوم در مقابل شتاب سازه‌ها می‌باشند مهمترین مشخصه مسائل ارتعاشات می‌باشد در اكثر مسائل دینامیك سازه‌ها، جرم دارای توزیع گسترده می‌باشد مانند تیر نشان داده شده در تصویر (2-1) كه تحت اثر بار متمركز F(t) قرار دارد در این نوع مسائل برای اینكه در هر نقطه نیروهای اینرسی كاملاً مشخص شوند لازم است كه تغییر مكان و شتاب تمام نقاط در مدل ریاضی مورد كاربرد وارد شود.ص 46شكل (2-1) این امر منجر به تشكیل معادلات مشتقات جزئی برای تحلیل دینامیكی سازه‌ها می‌شود گاهی این نحوه مدل كردن جرم (یعنی به صورت واقعی آن) با مشكلات محاسباتی همراه می‌باشد و از این حیث است كه برای مدل كردن اثرات جرم روش دیگری كه با تقریباتی همراه است به كار برده می‌شود. این روش متمركز كردن جرم گسترده در نقاطی از سازه می‌باشد. به عنوان مثال (2-2- الف) جرم تیر نشان داده شده است. تصویر بالا به صورت سه جرم یا تعداد بیشتر جرم متمركز مطابق تصویر (2-2- ب) نشان داده كه بدین ترتیب تحلیل ارتعاشات سازه بسیار ساده‌تر می‌شود چون نیروهای اینرسی تنها در محل جرم‌های متمركز به وجود می‌آیند. ص 47دقت بیشتر (2-2- ب) دقت كمتر (2-2- الف)« سازه با جرم گسترده »بدین ترتیب در مسائل ارتعاشات سازه‌ها از دو نوع نحوه مدل كردن جرم استفاده می‌شود. روش جرم گسترده و روش جرم متمركز.هر یك از این دو روش برای منظور كردن و مسئله بخصوصی دارای مزیت‌هایی می‌باشند كه در فصل‌های آینده به تفصیل درباره آنها بحث خواهد شد. درجات آزادیتعداد تغییر مكانهای مستقل (انتقال یا دوران) كه برای ارائه تأثیرات تمام نیروهای اینرسی غیرقابل اغماض در یك سازه باید در نظر گرفته شود تعداد درجات آزادی دینامیكی نامیده می‌شود. به عنوان مثال در سازه نشان داده شده در كل (2-3- الف) كه تحت تأثیر ارتعاشات جانبی در یك جهت قرار دارد اگر جرم m تنها به صورت یك نقطه در نظر گرفته شود می‌توان آنرا با یك درجه آزادی در نظر گرفت ولی اگر این جرم به صورت یك جسم با ابعاد هندسی تصویر شود (كه در نتیجه دارای اینرسی دوران می‌باشد) در این صورت باید تغییر مكانهای دورانی جرم نیز در ارتعاشات سازه منظور شود و بدین ترتیب سازه مورد نظر دارای دو درجه آزادی خواهد بود. ص 48(2-3- ب) (2-3- الف) اگر علاوه بر این فرض شود كه میله قابلیت تغییر طول محوری دارد باید علاوه بر ارتعاشات سازه را با سه درجه آزادی بررسی نمود. یعنی (u2y). بدین ترتیب دیده می‌شود كه تعداد درجات آزادی دینامیكی یك سازه بستگی به نحوه مدل كردن جرم آن و به فرضیاتی كه درباره رفتار اجزاء آن می‌شود متغیر است.تصویر (2-3- ب) نیز یك سازه دو درجه آزادی را نشان می‌دهد كه درجات آزادی آن تغییر مكانهای طبقات می‌باشد (از تغییر طول اعضاء صرف نظر شده است). تذكر« دال صلب یا سقف صلب، به سقفی اطلاق می‌شود كه تغییر مكان تمام عناصر آن، در انتقال و دوران برابر باشند یا به عبارت دیگر عناصر تشكیل دهنده آن نسبت به هم هیچ‌گونه تغییر مكان نسبی نداشته باشند.» ادامه خواندن مقاله در مورد مقاله جامع زمين لرزه

نوشته مقاله در مورد مقاله جامع زمين لرزه اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.