محمد رشید سلیمی

انسان‌ها از ابتدای خلقت همواره با بلایای طبیعی روبرو بوده و تلاش کرده‌اند تا با کنترل این حوادث، زندگی خود را از خطرات محفوظ نگه دارند. رخداد زمین لرزه به ‌عنوان یکی از مهم‌ترین بلایای طبیعی، به‌ویژه در قرن گذشته، توجه بیشتری را به خود جلب کرده و مدیریت بحران زلزله اهمیت بیشتری یافته است. یکی از تلاش مهم جامعه مهندسی برای کاهش خطرات ناشی از زلزله، علاوه برمقاوم‌سازی سازه ها، تاسیسات زیربنایی، و شریان‌های حیاتی تدوین ضوابط، دستورالعمل‌ها، و معیارهای فنی طراحی و بهسازی لرزه‌ای از نیازهای اساسی برای به حداقل رساندن این خسارتها به شمار می‌رود. در استاندارد 2800 و برخی آیین‌نامه‌های بارگذاری لرزه ای، نیروی زمین‌لرزه در سطح طراحی بر اساس احتمال فراگذشت ثابت برای تمامی دوره‌ تناوب های سازه‌ای، به‌عنوان رویکرد "خطر یکنواخت" استفاده می‌شوند. شاخص خطر لرزه‌ای در این رویکرد، از طریق تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالاتی و با استفاده از پیشینه لرزه‌‌ای منطقه و کاتالوگ‌ زمین لرزه ها محاسبه می‌شود و نتایج به‌دست‌آمده برای تمامی سازه‌ها با مشخصات مختلف در یک منطقه به‌کار می‌رود. با این حال، علی‌رغم یکنواخت بودن خطر لرزه‌ای در یک ناحیه، این رویکرد نمی‌تواند ریسک خرابی یکسانی را برای تمامی سازه‌ها فراهم کند. به همین دلیل، در سال‌های اخیر، آیین‌نامه‌های بارگذاری معتبر بین‌المللی به‌جای رویکرد خطر یکنواخت، به سمت رویکردهایی مبتنی بر ریسک هدف (ریسک یکنواخت) حرکت کرده‌اند تا زمین‌لرزه‌های سطح طراحی را معرفی کنند. در این رویکرد، تاثیر سیستم‌های سازه‌ای مختلف نیز در محاسبات لحاظ شده و تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالاتی با هدف ایجاد احتمال فروریزش ثابت برای تمامی سازه‌های منطقه با مشخصات مختلف انجام می‌شود. بنابراین، به‌روزرسانی آیین‌نامه‌های بارگذاری لرزه‌ای به منظور دستیابی به ریسک قابل قبول و طراحی بهینه سازه‌های مهندسی امری ضروری است. در این راستا، در این پایان‌نامه تلاش شده است تا با استفاده از رویکرد تحلیل خطر احتمالاتی مبتنی بر ریسک، شاخص خطر لرزه‌ای برای یک ناحیه مطالعاتی مشخص محاسبه شود. هدف اصلی این پایان‌نامه تعیین شاخص لرزه ای مبتنی بر ریسک یکنواخت جهت طراحی پایه های بتنی شبکه توزیع برق می باشد که به‌صورت مطالعه موردی برای شهرستان سنندج انجام شده است. در این مطالعه، شاخص خطر لرزه‌ای مبتنی بر ریسک هدف برای مولفه های شبکه توزیع برق در مناطق با سطح ریسک II و III، مطابق با آیین‌نامه ASCE7-22 برای 3 دوره تناوب ارتعاشی مختلف (PGA، 2/0و 1 ثانیه) و 3 انحراف معیار متفاوت (375/0، 353/0 و 453/0) برای تابع توزیع ظرفیت فروریزش برآورد شده است. نتایج نشان می‌دهد که تغییرات عدم قطعیت ظرفیت فروریزش با روند افزایشی یا کاهشی شاخص خطر لرزه ای در دوره تناوب های مختلف ارتباط معنا داری ندارد. دلیل این موضوع را می توان به وابستگی شاخص خطر لرزه ای با ترکیب منحنی خطر و منحنی شکنندگی در دوره تناوب های مختلف دانست. بنابراین، در این مطالعه به منظور برآورد شاخص لرزه‌ای منطقه، بحرانی‌ترین حالت برای عدم قطعیت ظرفیت فروریزش در نظر گرفته شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که شاخص خطر لرزه‌ای مبتنی بر ریسک هدف، در تمام ناحیه مطالعاتی کمتر از شاخص خطر یکنواخت می باشد. از سوی دیگر، مقایسه نتایج رویکرد ریسک یکنواخت با مقادیر شتاب طیفی پیشنهادی توسط استاندارد ۲۸۰۰ برای شهرستان سنندج نشان می‌دهد که در نواحی شمال و شمال شرق شهرستان مقادیر استاندارد 2800 محافظه کارانه بوده و در نواحی جنوب و جنوب غربی شتاب های طیفی استاندارد 2800 کمتر از شتاب های متناظر با ریسک یکنواخت می باشد. از این رو لازم است طراحی مولفه های سامانه توزیع برق در نواحی جنوب و جنوب غربی این شهرستان مورد بازنگری مجدد قرار گیرد.

در بیشتر آیین‌نامه‌های طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها، از جمله استاندارد 2800 ایران، حداکثر شتاب مبنای طراحی بر اساس رویکرد خطر یکنواخت تعیین می‌شود. با این حال، روند جدید در به‌روزرسانی آیین‌نامه‌های لرزه‌ای بر اتخاذ رویکرد مبتنی بر ریسک تاکید دارد که به شتاب مبنای طراحی مبتنی بر ریسک هدف شناخته می‌شود. مطالعات نشان می‌دهد طراحی سازه‌ها بر اساس شاخص‌های خطر لرزه‌ای یکنواخت، منجر به احتمال خرابی متفاوت سازه‌ها در یک منطقه می‌شود و خطرهای لرزه‌ای یکسانی برای آن‌ها تضمین نمی‌کند. ازاین‌رو، استفاده از زمین‌لرزه‌هایی با دوره بازگشت مشخص برای طراحی سازه‌ها، ریسک خرابی متفاوتی ایجاد می‌کند، حتی اگر این سازه‌ها برای یک زمین‌لرزه طراحی شده باشند. این موضوع ضرورت استفاده از رویکرد ریسک هدف را برای به‌روزرسانی آیین‌نامه‌های لرزه‌ای برجسته می‌سازد. یکی از مراحل کلیدی در تخمین خطر لرزه‌ای مبتنی بر ریسک هدف، برآورد دقیق پارامترهای توابع شکنندگی سازه‌های مهندسی است. در این پژوهش، برای دسته‌ای از سیستم‌های سازه‌ای مورد استفاده در طراحی ساختمان‌ها، پارامترهای توابع شکنندگی تخمین زده شده است. بدین منظور، ۱۰ سازه بتن‌آرمه با سیستم قاب خمشی متوسط، طراحی‌شده بر اساس آیین‌نامه‌ بارگذاری لرزه‌ای ایران، مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. برای استخراج پارامترهای توابع شکنندگی، از تحلیل‌های دینامیکی تاریخچه زمانی با استفاده از نرم‌افزار تحلیلی برای مجموعه‌ای از رکوردهای پالس‌دار و بدون پالس استفاده شده است. در این مطالعه، اثر شتاب مبنای طراحی، تاثیرات پالس و پریود سازه ها(تغییرات مدل‌سازی در ارتفاع و عرض دهانه‌ها) بر پارامترهای منحنی شکنندگی بررسی شده است. از آنجا که در تحلیل خطر لرزه‌ای مبتنی بر ریسک هدف، منحنی‌های شکنندگی با استفاده از پارامتر انحراف معیار سیستم‌های سازه‌ای (β) تعیین می‌شوند، تمرکز اصلی پژوهش بر تخمین این پارامتر بوده است. یافته‌ها نشان می‌دهد که مقدار β در توابع شکنندگی، با تغییر شتاب مبنای طراحی، تقریباً ثابت باقی می‌ماند که این امر تاییدی بر پیشنهاد آیین‌نامه‌های لرزه‌ای مبنی بر ارائه یک مقدار انحراف معیار ثابت برای تمامی مناطق لرزه‌خیز است. همچنین، تاثیر پالس رکوردها بر β ناچیز بوده، اما این پارامتر به دوره تناوب سازه حساس است؛ به‌گونه‌ای که در سازه‌هایی با دوره تناوب بالا، β مقادیر بیشتری به خود می‌گیرد. در این پایان نامه، جهت بررسی اثرات پارامتر β محاسبه‌شده بر شاخص خطر لرزه‌ای مبتنی بر ریسک هدف، سه سایت مختلف در شهر سنندج مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج این ارزیابی‌ها نشان می‌دهد تغییرات β در دوره تناوب‌های کوتاه (کمتر از 5/0 ثانیه) قابل‌توجه‌تر است و بر طیف شتاب منطقه اثرگذاری بیشتری دارد.

زمین‌لرزه جزو یکی از حوادث طبیعی بوده که در هر بازه زمانی باعث به‌وجود آمدن خسارات جانی و مالی زیادی می‌شود و همچنین آسیب‌های فراوانی را به ساختمان‌ها و شریان‌های اصلی وارد می‌کند. اخیراً، روش‌های متنوعی جهت بهبود عملکرد رفتار سازه‌ها با کاهش پاسخ دینامیکی آن‌ها در برابر زمین‌لرزه، به‌کار رفته است. یک روش‌ موثر در کاهش پاسخ دینامیکی سازه‌ها، استفاده از سیستم‌های پیوندی به سازه می‌باشد که میراگرهای فلزی تسلیم شونده یکی از متداولترین آن‌ها می‌باشند. مکانیزم عملکردی این میراگرها به نحوی است که با ایجاد تغییرشکل‌های الاستیک و پلاستیک، حجم قابل توجهی از انرژی ورودی ناشی از بارگذاری جانبی دینامیکی به ساختمان را مستهلک می-کنند. عملکرد اینگونه اعضا موجب می‌شود که انرژی ورودی سایر اعضای سازه‌ای کاهش یابد و در نتیجه تغییرشکل‌ها در محدوده الاستیک باقی بماند. یکی از انواع مرسوم میراگرهای فلزی تسلیم شونده، میراگر فلزی TADAS می‌باشد. در این نوع میراگر از تعدادی قطعات مثلثی شکل استفاده می‌شود. خاصیت مثلثی شکل در این است که مصالح آن در تمام ارتفاع به مرحله تسلیم می‌رسند. در این تحقیق، از میراگرهای TADAS جهت بهسازی لرزهای سازه‌های ضعیف در سطوح مختلف خطر لرزه‌ای استفاده شده است. اما برای اینکه این سازه‌ها پس از بهسازی لرزه‌ای بتوانند سطوح عملکردی آییننامه ASCE 41 را ارضا نمایند، دستیابی به پارامترهای موثر جهت بهینه سازی طراحی میراگرهای TADAS اضافه شده به قاب‌ها در سطوح مختلف خطر لرزه‌ای مورد نیاز است. از این رو جهت نیل به این هدف، از روش تحلیل دینامیکی زمان-دوام که به علت ماهیت رکوردهای مصنوعی فزاینده‌ توانایی قابل توجهی در کاهش تلاش‌های محاسباتی لازم در سطوح مختلف لرزه-ای دارد، استفاده شده است. همواره مسیر مهندسی در جهت کنترل و کاهش خسارت‌های ناشی از بارهای جانبی به سازه بوده است. از این رو میراگرهای TADAS جزو سیستم‌های کنترلی غیر فعال سازه می‌باشد که در این پژوهش، شش قاب 7 و 15 طبقه فولادی با سیستم قاب خمشی متوسط مجهز شده به میراگر TADAS به روش زمان-دوام مورد بررسی قرار گرفته‌اند، سپس تمام قاب‌ها تحت اثر شتاب‌نگاشت حوزه دور به‌ وسیله نرم‌افزار Opensees قرار گرفته و تحلیل شده‌اند و از نتایج مشاهده شد که با بهسازی لرزه‌ای قاب‌های دارای ضعف طراحی توسط میراگرهای TADAS بهینه طراحی شده، سازه‌های مذکور توانستند حدود مجاز آیین‌نامه را ارضاء کنند. به عبارتی می‌توان گفت توانستند سطوح عملکردی LS, IO و CP را به ترتیب برای سطوح خطر با فراگذشت سالیانه 50 درصد در 50 سال، BSE-1 و BSE-2 برآورده نمایند.

شناخت و مدل‌سازی نیروی زمین‌لرزه و نحوه‌ی اعمال آن به سازه‌ها همواره مورد توجه محققان در طول سالیان بوده است. در برخی از آیین‌نامه‌های بارگذاری و همچنین استاندارد 2800، جهت معرفی زمین‌لرزه سطح طراحی از یک احتمال فراگذشت ثابت برای تمام دوره تناوب‌های سازه‌ای که تحت عنوان رویکرد خطر یکنواخت شناخته می‌شود، استفاده شده است. در رویکرد خطر یکنواخت، شاخص خطرپذیری با استفاده از پیشینه‌ی لرزه‌خیزی منطقه و با انجام محاسبات تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالاتی محاسبه می‌شود. این شاخص‌ها برای تمامی سازه‌ها با مشخصات سازه‌ای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. بر اساس این تفکر، سازه‌های طراحی شده واقع در یک ناحیه با خطرپذیری یکسان، با وجود یکنواخت بودن خطر لرزه‌ای منطقه، ریسک خرابی یکسانی جاصل نمی‌دهند. از این رو، در چند سال اخیر، تفکرات نوین حاکم بر آیین‌نامه‌های بارگذاری معتبر بین‌المللی به سمت رویکردهای مبتنی بر ریسک هدف جهت معرفی زمین‌لرزه‌های سطح طراحی شده‌اند. در این رویکرد جدید اثرات سیستم‌های سازه‌ای مختلف نیز در روند محاسبات وارد شده و تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالاتی در آن با هدف احتمال فروریزش ثابت برای تمامی سازه‌های منطقه با هر نوع مشخصات سازه‌ای مختلف انجام می‌گیرد. از این رو، به‌روزرسانی آیین‌نامه‌های بارگذاری لرزه‌ای جهت دستیابی به یک ریسک قابل قبول و طراحی بهینه سازه‌های مهندسی امری ضروری به نظر می‌رسد. در این راستا، در این پایان‌نامه سعی شده است با بکارگیری رویکرد تحلیل خطر احتمالاتی مبتنی بر ریسک برای یک ناحیه مطالعاتی مشخص شاخص خطرپذیری (به طور مثال شتاب طیفی) محاسبه گردد. ناحیه مورد مطالعه در این پایان‌نامه شهر تهران به عنوان پایتخت سیاسی، اقتصادی ایران و بزرگترین شهر پرجمعیت کشور که در مجاورت گسل‌های فعال قرار دارد، در نظر گرفته شده است. در روند محاسبات تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالاتی مبتنی بر رویکرد ریسک یکنواخت، شناخت گسل‌های منطقه و تاثیر آن‌ها در تخمین زمین‌لرزه‌های آینده بسیار حائز اهمیت می‌باشد. بیشتر مطالعات انجام شده در زمینه ارزیابی خطر مبتنی بر ریسک هدف، از روش های کلاسیک که اثرات حوزه نزدیک گسل را در برآورد منحنی خطر منطقه لحاظ نمی‌کنند، بهره گرفته‌اند. این امر برای مناطق حوزه نزدیک بالاخص برای سازه‌های با دوره تناوب بالا به برآورد نیروی کمتری منتج می‌شود. بنابراین، در این پژوهش با توجه به قرار گرفتن شهر تهران در مجاورت گسل‌های فعال، اثرات حوزه نزدیک گسل در روند محاسبات ریسک یکنواخت لحاظ شده‌است. از دیگر مولفه‌های مهم در رویکرد ریسک یکنواخت، انتخاب مناسب پارامترهای ظرفیت فروریزش سازه‌های متفاوت در مناطق مختلف لرزه‌ای می‌باشد. در این پایان‌نامه شاخص خطرپذیری مبتنی بر ریسک هدف برای ساختمان‌های قرار گرفته در مناطق سطح ریسک I و II مطابق آیین‌نامه ASCE7-22 برای 5 دوره تناوب ارتعاشی مختلف و 3 انحراف‌معیار متفاوت برای توزیع لگ-نرمال ظرفیت فروریزش برآورد شده‌است. نتایج حاصل از این تحلیل‌ها نشان می‌دهد با افزایش عدم قطعیت ظرفیت فروریزش در هر دوره تناوب، ضریب تبدیل شتاب طیفی‌های مبتنی بر رویکرد خطر یکنواخت به رویکرد ریسک یکنواخت روند افزایش دارد. همچنین نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تغییرات عدم قطعیت ظرفیت فروریزش با افزایش دوره تناوب روی میزان تغییرات شتاب طیفی طراحی مبتنی بر ریسک هدف، روند کاهشی دارد. در این تحقیق همچنین برای ساختمان‌های قرار گرفته در مناطق سطح ریسک III و IV برای دو دوره تناوب 2/0 و 1 ثانیه و انحراف معیارهای 6/0 و 8/0 پهنه‌بندی لرزه‌ای مبتنی بر ریسک هدف برای تهران برآورد شده‌است.

در این تحقیق روشی برای شبیه‌سازی زمین‌لرزه شبه پالس با استفاده از پیش‌بینی مشخصات آنی و پالس زمین‌لرزه پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی بر اساس فرایند زمان فرکانس معرفی شده است که برای در نظر گرفتن مشخصات غیر ایستای زمین‌لرزه ضروری است. در این روش شبیه‌سازی از تبدیل هیلبرت و تبدیل موجک ایستا استفاده شده که ترکیب این دو، یعنی تبدیل هیلبرت بر پایه موجک، مشخصات غیر ایستای زمین‌لرزه را حفظ می‌کند. در ابتدا تبدیل موجک ایستا برای تجزیه زلزله دور از گسل به یک سری از زیرباندهای فرکانسی استفاده می‌شود و سپس فرکانس‌های آنی و دامنه‌های آنی با اعمال تبدیل هیلبرت روی هریک از زیرباندهای فرکانسی به دست می‌آیند. با ثابت نگه داشتن فرکانس‌های آنی و تشدید کردن دامنه‌های آنی زلزله دور از گسل، مشخصات آنی زمین‌لرزه‌های شبه پالس بدست می‌آید. با استفاده از روابط پیش‌بینی پالس و استفاده از مشخصات لرزه‌شناختی منطقه و گسل موردنظر و در نهایت با استفاده از تبدیلات معکوس هیلبرت و موجک فرآیند شبیه‌سازی زلزله شبه پالس تکمیل می‌شود. در این مطالعه از چند رکورد ثبت شده در زلزله نورثریج 1994 برای بررسی کارآمد بودن این روش شبیه‌سازی استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد روش پیشنهادی به خوبی مشخصات اصلی زلزله ثبت شده را در بر ‌می‌گیرد.

یکی از موضوعات مهم در مهندسی زلزله بر اساس عملکرد، برآورد دقیق آماره های پاسخ سیستم های غیرخطی تحت تحریک های لرزه ای شدید می باشد. در این مطالعه، اثرات حوزه نزدیک گسل مندرج در آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800، ویرایش چهارم) روی پاسخ غیرخطی سیستم های یک درجه آزادی با رفتار هیسترزیس دوخطی بررسی می گردد. اثرات حوزه نزدیک در استاندارد 2800 تحت عنوان ضریب اصلاح طیفی "N" برای مناطق لرزه خیزی مختلف ارائه شده است. در این پژوهش ساختگاه سیستم های در نظر گرفته شده روی خاک های نوع دو و چهار و بر پهنه با لرزه خیزی خیلی زیاد فرض می گردد. جهت ارزیابی اثرات حوزه نزدیک روی پارامترهای معادل از روش خطی سازی آماری مرتبه سوم استفاده می شود. همچنین به منظور تخمین پاسخ سیستم های غیرخطی، روش های خطی سازی مرتبه دوم و سوم به کار برده شده اند. برای دستیابی به اهداف تحقیق، لازم است که تحریک ورودی به عنوان یک فرآیند تصادفی شبه مانا سازگار با طیف طراحی الاستیک هدف نمایش داده شود. در این راستا، از یک روش عددی موثر در حوزه فرکانس ارتعاشات تصادفی برای تعیین طیف توان سازگار با طیف پاسخ استفاده می شود. پس از محاسبه پارامترهای معادل مربوط به روش های خطی سازی، از تئوری ارتعاشات تصادفی (RVT) و تحلیل های تاریخچه زمانی (THA) خطی جهت محاسبه پاسخ سیستم های خطی معادل استفاده می گردد. به منظور اعتبارسنجی نتایج، مقادیر پاسخ به دست آمده از روش های خطی سازی معادل برای هر دو رویکرد THA) و (RVTبا نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی (NTHA) مقایسه می شوند. برای این منظور از 250 رکورد نامانای مصنوعی سازگار با دو حالت طیف هدف جهت ارائه برآوردهای مطلوب از بیشینه پاسخ سیستم های هیسترزیس دوخطی استفاده می شود. رکوردهای مصنوعی با استفاده از روش های شبیه سازی در زمینه ارتعاشات تصادفی با در نظر گرفتن توابع پوش و چگالی طیف توان مشخص تولید شده اند. با توجه به نتایج این مطالعه، روش خطی سازی مرتبه دوم از دقت کافی در برآورد پاسخ سیستم های غیرخطی تحت تحریک های شدید برخوردار نمی باشد. در روش خطی سازی مرتبه دوم با افزایش دوره تناوب، شکل پذیری و درجه غیرخطی سیستم ها، اختلاف بین نتایج سیستم خطی معادل و نتایج NTHA افزایش می یابد. از سوی دیگر، مطابقت مطلوب نتایج خطی سازی مرتبه سوم با نتایج NTHA ، نشان دهنده کارایی بالای این روش در تخمین پاسخ سیستم های غیرخطی تحت تحریکات حوزه نزدیک گسل می باشد.

پیش بینی زمین لرزه بر حسب مکان، زمان و بزرگا در مناطق لرزهخیز به خاطر پیچیدگی و درک ناقص از مکانیزم پدید آمدن این رویداد طبیعی همواره یکی از دغدغههای جامعه مهندسی بوده است. با این حال، امکان تخمین لرزهخیزی مناطق مختلف با استفاده از مدلهای تعینی و احتمالاتی فراهم می باشد. در این راستا ،روشهای گوناگونی به منظور تحلیل خطرپذیری لرزهای که هدف از آن تعیین احتمال بلند مدت رویداد زمین لرزه می باشد ،توسعه یافتهاند. اساس کار بیشتر روش های توسعه یافته ،مبتنی بر روش کلاسیک تحلیل خطر ارائه شده توسط کرنل و مکگایر می باشد که در آن تخمین شاخص خطرپذیری وابستگی شدید به انتخاب روابط کاهندگی مناسب دارند .از آنجا که انتخاب روابط کاهندگی مناسب از منابع اصلی بروز عدم قطعیتها در تخمین خطرپذیری یک ناحیه می باشد ،بنابراین توسعه روش های مستقل از این روابط منجر به تخمین دقیق تر خطرپذیری خواهند شد .به این منظور، در این پایان نامه روشی مبتنی بر مدیریت موجودی جهت تعیین خطرپذیری برای یک ساختگاه فرضی ارائه شده است. در روش تحلیل خطر مبتنی بر مدیریت موجودی ،دادههای مربوط به رخدادهای زمین لرزه به وسیلهی علم مدیریت موجودی به گونهای طبقهبندی می شود که عدمقطعیت مربوط به مرحله انتخاب رابطهی کاهندگی حذف خواهد شد و از طرف دیگر ،امکان تعیین خطرپذیری نسبت به معیارهای مختلف شدت امکان پذیرخواهدشد. در روش تحلیل خطر بر اساس مدیریت موجودی در انتخاب معیارشدت آزادی عمل بیشتری نسبت به سایر روش های تحلیل خطر وجود دارد .اما باید یک پایگاه دادهی قابلقبولی از نگاشتهای منطقه وجود داشته باشد بهگونهای که مناسب معیارشدت موردنظر باشد .از دیگر مزیتهای روش تحلیل خطر براساس مدیریت موجودی ارائه نگاشت های متنوع متناظر با سطوح مختلف لرزهای می باشد .در این روش بر خلاف سایر روش های تحلیل خطر ،نگاشت های متناظر با سطوح مختلف لرزه ای با استفاده از رویکرد تفکیک خطر لرزه ای به صورت مستقیم و بدون وابسته به روش های انتخاب رکورد ،از پایگاه داده های طبقه بندی شده استخراج خواهند شد .نتایج تحلیل خطر بدست آمده برای ساختگاه فرضی نشان می دهد که منحنی های خطر ترسیم شده بر اساس دو روش تحلیل خطر کلاسیک و تحلیل خطر براساس مدیریت موجودی ،تطابق خوبی با همدیگر دارند.

هدف از این پژوهش، توسعه منحنی شکست سازه ها بر مبنای قابلیت اطمینان، با به کارگیری رویکردهای احتمالاتی در برآورد پاسخ های غیرخطی تحت تحریکات تصادفی می باشد. به منظور ارزیابی احتمال خرابی سازه ها، رویکرد احتمال اندیشانه تحریکات شبیه سازی شده ی زمین با روش های ارتعاشات تصادفی ترکیب می گردد. فرمول بندی احتمال خرابی سازه ها با استفاده از تئوری ارتعاشات تصادفی و بر اساس اطلاعات محتوای فرکانسی تحریکات ورودی، نقش مهمی در ارزیابی سازه ها برای مناطقی که با کمبود رکوردهای ثبت شده مواجه هستند، ایفا می کند. در این مطالعه اثر محتوای فرکانسی زمین لرزه ها بر روی احتمال خرابی سازه ها برای سطوح مختلف رفتار غیرخطی سیستم های یک درجه آزادی، مورد بررسی قرار گرفته است. رکوردهای تولیدی براساس نتایج تحلیل خطر احتمالاتی برای یک منطقه ی فرضی شبیه سازی شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که سناریو مودال ارائه شده توسط تحلیل ریسک ممکن است با نتایج به دست آمده از تفکیک خطر لرزه ای متفاوت باشد. همچنین در این مطالعه، بر اساس مفاهیم تفکیک خطر لرزه ای و قابلیت اطمینان سازه ها، رویکرد تفکیک خطر نیاز لرزه ای سازه ها (DPSDA) توسعه داده شده است. خروجی DPSDA اطلاعاتی درباره ی رخدادهای مسبب در ارتباط با سطح عملکرد سازه ها را برای مهندسین فراهم می کند. نتایج DPSDAبرای سه حالت سناریوی مودال، بدترین سناریو و وزن دهی سناریوها بر اساس نتایج تفکیک خطر لرزه ای، محاسبه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که احتمال فراگذشت سالیانه ی نیاز لرزه ای، متاثر از انتخاب سناریو می باشد. اما شکل کلی نتایج تفکیک خطر نیاز لرزه ای سازه ها در هر سه حالت در نظر گرفته شده، تقریباً یکسان می باشد.

در مهندسی سازه همواره با مسائلی که دربرگیرنده متغیرها و فرآیندهای تصادفی و غیرقابل پیش بینی می باشند، روبه رو هستیم. در این موارد تحلیل احتمالاتی به عنوان یک رویکرد منطقی در رویارویی با این مسائل می باشد. هدف این پایان نامه ارزیابی احتمالاتی پاسخ غیرخطی لرزه ای سیستم های SDOF با در نظر گرفتن رفتار دوخطی تابع سختی می باشد. پاسخ غیرخطی با استفاده از معادلات فوکر-پلانک مانا بدست می آید. معادلات فوکر-پلانک مانا برای سیستم های تحت تحریک نویز سفید گوسین جهت ارزیابی احتمالاتی پاسخ دینامیکی کاربرد دارد. عدم قطعیتهای موجود در بارهای محیطی، خصوصیات مصالح یا رواداری های ساخت و ساز ه می توانند بر روی پراکندگی پاسخ تاثیر بگذارند. در این مطالعه به ارزیابی اثر این عدم قطعیت ها بر روی پاسخ سازه های SDOF پرداخته شده است که این کار با استفاده از تحلیل حساسیت صورت گرفته است. روش های مختلفی جهت تحلیل حساسیت توسعه داده شده است که در این کار از روش تحلیل حساسیت بر مبنای تجزیه واریانس ها که از نوع تحلیل حساسیت کلی بشمار می رود، استفاده شده است. در تحلیل حساسیت بر مبنای واریانس از روش شبیه سازی مونت کارلو جهت ارزیابی پراکندگی پارامترها و تعیین شاخص حساسیت استفاده شده است. نتایج تحلیل حساسیت نشان می دهد که اثر عدم قطعیت پارامترهای تحریک ورودی دارای بیشترین اثر و عدم قطعیت پارمترهای مدل در پراکندگی پاسخ غیرخطی اثر قابل ملاحظه ای دارد.