رفتار لرزه ای مبتنی بر عملکرد خطوط لوله فولادی مدفون پیوسته تحت زلزله‌های حوزه نزدیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد کنگان، دانشگاه آزاد اسلامی، کنگان، ایران

چکیده

معیارهای شدت زمین‌لرزه برای کمی‌سازی قدرت زلزله‌ها و ارزیابی پاسخ سازه‌ها به کار می‌روند. از آنجایی که این معیارهای شدت به عنوان رابطی بین نیاز لرزه‌ای و تحلیل خطر لرزه‌ای عمل می‌کنند، نقشی اساسی در مهندسی زلزله مبتنی بر عملکرد دارند. تحقیقات زیادی در زمینه تعیین معیار شدت بهینه برحسب کارایی و کفایت انجام شده است. اکثر این مطالعات بر سازه‌های متداول مثل ساختمان‌ها و پل‌ها متمرکز است و تعداد کمی از آنها در مورد خطوط لوله مدفون است. در مطالعه حاضر معیارهای شدت بهینه برای پیش‌بینی نیاز لرزه‌ای خطوط لوله فولادی مدفون پیوسته تحت زلزله‌های پالس‌گونه حوزه نزدیک مورد بررسی قرار گرفته است. سه لوله فولادی مدفون با قطر به ضخامت (D/t) ، عمق دفن به قطر (H/D) و مقاومت مصالح و نیز مشخصات خاک مختلف تحت تحلیل دینامیکی فزآینده با استفاده از بیست رکورد زلزله قرار گرفتند. از روش اجزاء محدود برای مدل سازی استفاده شده که در طی آن برای مدلسازی خاک از فنرها و میراگرهای معادل و برای مدلسازی لوله از المان پوسته استفاده شده است. کرنش فشاری محوری حداکثر در بحرانی ترین مقطع لوله به عنوان پارامتر نیاز مهندسی برای لوله فولادی مدفون پیوسته انتخاب شده و سپس شانزده معیار شدت زمین لرزه بالقوه در نظر گرفته شده‌اند. در نهایت نتیجه گرفته شد که VSI[w1(PGD+RMSd)]^0.5 و سپس حداکثر سرعت پایدار (SMV) معیارهای شدت مناسب برای مطالعه خطوط لوله فولادی مدفونی که در معرض زلزله های پالس گونه حوزه نزدیک قرار دارند، در چهارچوب مهندسی زلزله عمل کردی می باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Performance-Based Seismic Response of Continues Buried Steel Pipelines Under Near-Field Ground Motion Effects

نویسندگان [English]

  • Alireza Kiani 1
  • Mehdi Torabi 2
  • S. Mohammad Mirhosseini 1
1 Civil Eng. Dept., Faculty Engineering, Islamic Azad University, Arak Branch, Arak, Iran.
2 Civil Eng. Dept., Faculty Engineering, Islamic Azad University, Kangan Branch, Kangan, Iran
چکیده [English]

Performance-Based Earthquake Engineering (PBEE) attempts to improve seismic risk through assessment and design methods that are more informative than current approaches. However, little work has been performed investigating the seismic response of buried steel pipelines within a performance-based framework. In this paper the seismic response of buried steel pipelines are studied in a performance-based context. Multiple nonlinear dynamic analyses of three buried steel pipes with different D/t and H/D ratios, steel grade and various soil characteristics carried out using an ensemble of near-field ground motion records were scaled to various intensities to capture the behavior of buried pipeline in the range of elastic response to dynamic instability. Peak axial compressive strain in critical section of the pipe was considered as engineering demand parameter (EDP) of pipelines. Several ground motion intensity measures (IMs) are considered to investigate their correlation with EDP. Using the regression analysis in logarithmic space the efficiency and sufficiency of investigated IMs are studied.
Among the models investigated in this study it was seen that VSI[w1(PGD+RMSd)]^0.5 , PGV and SMV are the most sufficient IMS. For buried steel pipelines investigated in the studied it was concludede that PGD is the most sufficent IM for near-field fround motions. It was seen that VSI[w1(PGD+RMSd)]^0.5 followed by SMV are the optimal IM for buried steel pipelines under near-field ground motions based on both efficiency and sufficiency conceptions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Continues buried steel pipeline
  • Near-field ground motion
  • Incremental dynamic analysis
  • Performance-based earthquake engineering
  • Intensity measure