دراسة عددية لاستخدام طرق تحليل تجارب الصدم غير المخربة في اختبار سلامة الأوتاد البيتونية

يتضمن هذا البحث دراسة عددية بطريقة العناصر المنتهية تهدف إلى تقييم قابلية و دقة استخدام طريقةِ الإستجابة للصدمة غير المخربة في تَخمين الطولِ و المقطع العرضي لوتد بيتوني سليم (غير مشوه) في المجالين الزمني و الترددي. من أجل ذلك، قمنا بوضع موديل عددي مناسب للمسألة يعتمد على نمذجة كل من قوة الصدم (حمولة نبضية) و وسط الإنتشار (التربة + الوتد) و إدخاله في برنامج الحساب العددي ABAQUS. قمنا بتحقيق الموديل العددي على نتائج قياسات حقلية حصلنا عليها بنتيجة البحث المرجعي و وجدنا تقارباً جيداً بين القياسات و النتائج العددية. بعد ذلك قمنا بتطبيق الموديل على مثال نموذجي بهدف دراسة إنتشار الإهتزاز في الوتد و الناتج عن الحمولة النبضية المطبقة على رأس الوتد و توصلنا الى رسم منحني الإستجابة الميكانيكية للوتد و تحديد كل من طوله و مساحة مقطعه. أخيراً، أجرينا دراسة بارامترية لأهم العوامل المؤثرة على إنتشار الإهتزاز الناتج عن الحمولة النبضية المطبقة على رأس الوتد (صلابة التربة المحيطة بالوتد، طول الوتد المغروز في التربة) و تأثيرها على دقة التنبؤ بطول الوتد و سطح مقطعه. أجريت الدراسة البارامترية في مجالين: الزمني اعتماداً على التحليل المباشر للسجلات الزمنية للانتقال و السرعة الجزيئيين، و الترددي اعتماداً على تحليل منحني الإستجابة الميكانيكية للوتد. تمكننا نتائج هذا البحث من استخدام الموديل العددي المقترح للحصول عددياً على السجلات الزمنية للانتقال و السرعة الجزيئيين و كذلك منحني الإستجابة الميكانيكية المحسوبة عند رأس الوتد و التي تشكل مخططات مرجعية تستخدم لاحقاً للمقارنة مع المخططات المماثلة الناتجة عن الاختبار الحقلي للأوتاد المنفذة و التوصل بالنتيجة إلى اختبار سلامة الأوتاد و كشف التشوهات في جسمها إن وجدت. كذلك يمكننا من تحديد حدود استخدام كل من طريقتي التحليل المعتمدتين في البحث و اختيار الأفضل بينهما حسب الحالة المدروسة.

تأثير وجود الطابق اللين على الإستجابة الزلزالية للأبنية البيتونية المسلحة

يتناول هذا البحث دراسة لسلوك الأبنية البيتونية المسلحة المحتوية على طابق لين من خلال تحليل ستاتيكي و تحليل ديناميكي هذا الطابق ناتج عن فرق في الارتفاع بين الطابق اللين و باقي الطوابق, حيث تم دراسة نماذج لمباني إطارية بيتونية مسلحة ذات ارتفاعات مختلفة تحتوي على طابق أرضي لين و تم إجراء: تحليل ستاتيكي لاخطي باستخدام طريقة الدفع المتتالي تحليل ديناميكي باستخدام طريقة السجل الزمني

دراسة مقارنة الانتقالات الكلية لأبنية قائمة متعددة الطوابق تحت تأثير الزلازل باستخدام التحليل بسجلات زمنية صنعية متوافقة مع الكود السوري

يعتبر استخدام التحليل الستاتيكي المكافئ أو التحليل باستخدام طيف الاستجابة من أنواع التحليل المنتشرة حالياً على نطاق واسع بين المهندسين و مكاتب الدراسات لتحليل و تصميم الأبنية و المنشآت القائمة لمقاومة الزلازل، لكن تتطلب الإجراءات المعتمدة على الأداء لتقييم الأبنية القائمة و التصاميم الجديدة المقترحة للأبنية حسب مختلف الكودات العالمية و منها الكود السوري، تحليل الاستجابة باستخدام مجموعة محددة من السجلات الزلزالية ليتم تحديد الاستجابة أو بارامترات الطلب الزلزالية (الانتقالات، الجهود الداخلية، تشوهات العناصر....)، و بالتالي التحقق من معايير الأداء المطلوبة. تحتاج سجلات الحركة الأرضية المختارة غالباً للتقييس أو التعديل لمستوى معتبر من الخطر الزلزالي لموقع محدد، ليتم تحديد بارامترات الطلب الزلزالية و بالتالي التحقق من معايير الأداء المطلوبة. تم في هذا البحث تقديم الدراسة المرجعية و إجراءات اختيار السجلات الزلزالية بما يتوافق مع متطلبات الكود السوري، و كذلك مراجعة أغلب طرائق تقييس السجلات الزلزالية. ثم دراسة الاستجابة الإنشائية من خلال مقارنة الانتقالات الكلية الناتجة عن التحليل باستخدام توابع التحريض و هي طيف الاستجابة و التقييس باستخدام التسارع الأعظمي و السجلات الصنعية في مجال الزمن و مجال التردد (التي سيتم توليدهابما يتوافق مع طيف الاستجابة السوري) من خلال إجراء 20 عملية تحليل كدراسة تطبيقية على نموذجين فراغيين (3D) لبنائين قائمين بما يتوافق مع المتطلبات الزلزالية لمدينة اللاذقية. بينت النتائج أن التحليل باستخدام السجلات الصنعية المتوافقة مع طيف الاستجابة السوري للحالات المدروسة يعطي انتقالات أقل بشكل ملحوظ منها في حالة التحليل باستخدام طيف الاستجابة و التحليل باستخدام السجل المقيس حسب التسارع الأعظمي.

التحليل الديناميكي لمنشآت تقع في مدينة اللاذقية باستخدام سجلات زلزالية حقيقية متوافقة مع طيف الاستجابة التصميمي السوري

أصبح التحليل الخطي واللاخطي باستخدام السجل الزمني أداة عملية ومستخدمة على نطاق واسع، يعود ذلك للمتطلبات الزلزالية الجديدة إضافة للتطور والأداء العالي للحواسب. كما يعتبر إجراء التحليل باستخدام السجل الزمني للحركات الأرضية المختارة و المعايرة نهجاً تقليدياً بهدف شرعنة النتائج من خلال تقويم انحراف وتغير الاستجابة الإنشائية. فهذا يثبت كفاية وفعالية الطرائق المستخدمة. قمنا في هذا البحث بمناقشة معايير اختيار وتقييس السجلات الزمنية الحقيقية لإرضاء متطلبات الكود السوري. وتم اختيار وتقييس عشرة مجموعات من السجلات، تتكون كل مجموعة من سبعة سجلات من السجلات الزمنية الحقيقية المتوفرة، لهدف مطابقة الطيف التصميمي السوري. ثم قمنا بفحص السجلات الزمنية الناتجة ومقارنتها لتبيان مدى ملائمتها للاستخدام كتوابع تحريض في التحليل بالسجل الزمني لمنشآت الهندسة المدنية، من خلال استخدامها في التحليل لمنشآت وحيدة درجة الحرية لفحص فعالية طريقة التقييس المستخدمة في خفض تبعثر الاستجابة الإنشائية. حيث تم تمثيل المنشآت وحيدة درجة الحرية باستخدام نماذج ثنائية الخطية الهستيرية (الإرجاعي)، من خلال افتراض خمسة أدوار ونسبة صلابة ما بعد الخضوع α=3%، ثم إجراء 700 عملية تحليل. كما تم إجراء 280 عملية تحليل لمنشآت متعددة درجات الحرية.

التطابق الطيفي باستخدام الأمواج الصغيرة مقارنة بالتقييس الموحد في مجال الزمن للسجل الزلزالي وفق الكود الأميركي

تتحدد الحركات الأرضية التصميمية في العادة بواسطة طيف استجابة مصقول. ويفضل المهندسون غالباً استخدام سجل زمني مطابق لطيف الاستجابة الهدف أكثر من تخمين استجابة المنشأ اعتمادا على مجموعة من السجلات الزمنية التي تستحضر طيف الاستجابة الهدف من خلال المتوسط لتلك المجموعة. عموماً هناك طريقتين مفضلتين لتقييس السجلات الزمنية الحقيقية لتطابق طيف استجابة تصميمي: أولا، التقييس الموحد في مجال الزمن وهو ببساطة تقييس السجل الزمني بتكبيره أو تصغيره بشكلٍ موحد لتتم مطابقته مع طيف الاستجابة الهدف بالشكل الأفضل وذلك على مجال محدد للدور، من دون حصول أي تغيير في المحتوى الترددي. ثانيا، المطابقة الطيفية في مجال الزمن والتي تنتج تشويش موضعي على كلّ من السجل الزمني وطيف الاستجابة الخاص به، حيث يمكن إجراء تعديلات صغيرة على السجل الزمني لتغيير طيف الاستجابة الخاص به من مسنن إلى مصقول، وبحيث إذا تمت هذه التعديلات بشكلٍ مناسب يمكن أن يبقى السجل واقعيا. يجب أن يتم تقييم الطبيعة الحقيقية للسجل الزمني في مجال الزمن من خلال الخصائص المتغيرة للتسارع والسرعة والانتقال. وهنا اختبرت فعالية الطريقتين من خلال تطبيقهما على مجموعة من السجلات الزمنية الحقيقية بغرض تعديل هذه السجلات لتطابق طيف الاستجابة الهدف بالتوازي مع تصغير الاضطرابات في خصائص تلك السجلات. تم توظيف إجراءات التقييس في مجال الزمن لتقييس خمسة عشر مجموعة وكل مجموعة مكونة من سبعة سجلات من السجلات الزمنية الحقيقية المتوفرة لهدف مطابقة الطيف التصميمي السوري. وقمنا بفحص السجلات الزمنية الناتجة ومقارنتها لتبيان مدى ملائمتها للاستخدام كتوابع تحريض في التحليل بالسجل الزمني لمنشآت الهندسة المدنية.

إجراءات اختيار السجلات الزلزالية وفقاً لمتطلبات بعض الكودات العالمية مقارنةً بالكود السوري

تعتمد بعض الكودات العالمية و منها الأوربي، النيوزلندي، الأمريكي، الإيراني و السوري في عملية اختيار سجلات الحركات الأرضية من أجل التحليل بالسجل الزمني معياراً يتمحور حول التشابه بين الطابع السيسمولوجي للزلازل المستخدمة في التحليل و بين تلك المتوقعة الحدوث في الموقع المدروس، و لكنها تتبع منهجيات مختلفة. يشترط الكود النيوزلندي أن يطابق طيف الاستجابة لكل سجل مختار طيف الاستجابة التصميمي ضمن مجال محدد من الأدوار مرتبط بالدور الأساسي للمنشأ قيد التحقيق، و يجب أن تزيد الطاقة لطيف أحد هذه السجلات على الأقل طاقة طيف الاستجابة التصميمي. بينما يشترط الكود الأوربي أن يزيد الطيف المتوسط لجميع السجلات المختارة عن 90% من طيف التصميم في مجال الدور المحدد بشكل دائم، كما يجب أن تكون قيمة طيف الاستجابة المتوسط عند قيمة الدور المساوية للصفر أكبر من القيمة الموافقة لها على طيف الاستجابة التصميمي. و ينصح الكود الأمريكي، كذلك الإيراني و السوري؛ أن يكون الطيف المتوسط للسجلات المختارة أكبر بـ 40% من طيف التصميم ضمن مجال محدد للدور. تعمل هذه الدراسة على إيضاح الاختلافات في إجراءات الاختيار و كيفية تأثير هذه الاختلافات في سجلات الحركات الأرضية القوية الناتجة، و تعرض بعض التوصيات الخاصة بإجراءات اختيار السجلات و التي ننصح باستخدامها بالإضافة إلى متطلبات الكود السوري.