11258

11258

توليد شتابنگاشت هاي مصنوعي سازگار (منطبق) با طيف خطر يكسان بر اساس الگوريتم پرندگان و شبكه عصبي مصنوعي

دكتري

عمران - سازه

آبان ماه 1391

آبان ماه 1391

پروفسور غلامرضا قدرتي اميري

چكيده نياز روزافزون به تحليل ديناميكي تاريخچه زماني و عدم¬ وجود شتابنگاشت¬هاي مناسب در مناطق مختلف، توليد شتابنگاشت¬هاي مصنوعي سازگار با طيف طرح را ضروري مي¬سازد. البته با توجه به مجاورت بسياري از شهرها و كلان شهرها در حوالي گسل¬هاي فعال و تاثيرات ويژه¬اي كه اينگونه زمين¬لرزه¬ها در رفتار سازه¬ها دارند، ديدگاه¬هاي تخصصي تحليلي در راستاي تبيين و بازنگري روش¬ها و پارامترهاي تحليل و طراحي در مهندسي ساختمان ايجاد گرديده است. بدين لحاظ شناخت ويژگيهاي زلزله¬هاي حوزه نزديك و توليد شتابنگاشت مصنوعي آن، موضوعي بسيار مهم و بديهي خواهد بود. اين تحقيق ضمن بررسي روش¬هاي موجود توليد شتابنگاشت مصنوعي نزديك گسل و دور از گسل و همچنين نقاط ضعف و قوت آنها، روش¬هاي بهينه براي اين امر ارائه مي¬دهد. لذا هدف اصلي ارائه روشي نوين براي توليد شتابنگاشت مصنوعي زلزله سازگار با طيف طرح بر اساس مقدار بزرگا، فاصله از گسل و طيف مربوطه با استفاده از روش هوش مصنوعي و تكنيك تبديل بسته ويولتي، آناليز اجزاي اصلي و بهينه¬سازي مجموع ذرات (الگوريتم پرندگان) مي¬باشد. در اين تحقيق براي توليد زلزله¬هاي حوزه دور و نزديك به ترتيب از دو روش استفاده ¬شده است. در روش اول براي توليد زلزله¬هاي دور از گسل، ابتدا رابطه بين طيف با ضرايب ويولت حاصل از ركوردها با شبكه عصبي بدست آورده و شبكه عصبي آموزش داده مي¬شود. پس از آموزش شبكه، با دادن طيف منطقه مورد نظر مي¬توان ضرايب متناظر با آن منطقه را با استفاده از اطلاعات آموزشي بدست آورد و در نهايت با معكوس تبديل ويولت به شتابنگاشت مورد نظر رسيد. در نهايت كاربرد الگوريتم ارائه شده با مقايسه تعدادي شتابنگاشت واقعي ايران كه در آموزش شركت داشته و نداشته¬اند به همراه طيف طرح نيومارك-هال براي گروه¬هاي زماني 10، 30 و 40 ثانيه مورد بررسي قرار خواهد گرفت. در روش دوم با توليد رابطه كاهندگي براي قسمت پالس زلزله¬هاي نزديك گسل، قسمت پالس را با استفاده از روابط رياضي شبيه¬سازي نموده و با تركيب زلزله توليد شده براي قسمت غير پالس با استفاده از شبكه عصبي، آناليز اجزاي اصلي، تبديل ويولت¬پكت و الگوريتم¬ بهينه¬سازي مجموع ذرات (پرندگان)، اقدام به توليد زلزله مصنوعي نزديك گسل مطابق با طيف شده است. در اين تحقيق ركوردهاي زلزله¬هاي نزديك گسل، از زلزله¬هاي گردآوري شده توسط بيكر (2008) استخراج شده است. براي توليد قسمت غير پالس از روش اول و براي توليد قسمت پالس زلزله-هاي نزديك گسل از رابطه پاپاجورجيا و ماورويديس (2003) استفاده شده است. دو روش ارائه شده براي توليد شتابنگاشت مصنوعي كنترل شده و نتايج آن مطلوب مي‌باشد. نتايج بدست آمده نشان مي¬دهد كه روش¬هاي ارائه شده به خوبي مي¬تواند خصوصيات اصلي شتاب¬نگاشت¬هاي دور از گسل و نزديك گسل واقعي از جمله پريود پالس، سرعت پالس، شتاب حداكثر، مدت زمان تداوم و محتواي فركانسي بالا و پايين را استخراج و زلزله¬هاي مصنوعي كه داراي اين خصوصيات باشند، را توليد نمايند. واژه¬هاي كليدي: شتابنگاشت مصنوعي، زلزله¬هاي نزديك گسل، زلزله¬هاي دور از گسل، شبكه عصبي مصنوعي، آناليز اجزاي اصلي، تبديل ويولت¬پكت و الگوريتم¬ بهينه¬سازي مجموع ذرات.