مقایسه روش‌های ارزیابی سریع آسیب‌پذیری لرزه‌ای برای ساختمان‌های مسکونی در تبریز با بکارگیری فرآیند تحلیل سلسله مراتبی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند تبریز

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند

چکیده

با توجه به عدم مقاوم بودن آن­دسته از ساختمان­های مسکونی در شهر لرزه­خیز تبریز که بر اساس آیین­نامه­های قدیمی یا بدون ملاحظات آیین­نامه­ای ساخته شده­اند، لازم است که در مدت‌ زمان اندک نسبت به ارزیابی آسیب‌پذیری لرزه­ای این ساختمان­ها اقدام شود. از این­رو باید روشی برای برآورد سریع آسیب‌پذیری ساختمان­ها با توجه به شرایط منطقه لرزه­خیز تهیه شود. برای رسیدن به نتایج مناسب لازم است که دقت ارزیابی و سازگاری روش­های مختلف موجود با شرایط و ویژگی­های ساختمان­های منطقه مورد نظر مورد بررسی قرار گیرد و پس از مقایسه آن‌ها، مناسب­ترین روش برای ارزیابی سریع ساختمان­های منطقه انتخاب شود. برای انجام این امر می­توان از فرآیند تحلیل سلسله­مراتبی (AHP) که یکی از روش­های آنالیز تصمیم­گیری چندمعیاره است، استفاده نمود. برای تعیین دقت روش‌های ارزیابی سریع که یکی از معیارهای تعیین ‌شده برای مقایسه این روش­ها است، دو ساختمان فولادی با سیستم مهاربندی همگرا و یک ساختمان بنایی غیرمسلح که در فاصله زمانی سال­های 65 تا 74 در شهر تبریز ساخته شده­اند، با روش‌های ارزیابی سریع و کمّی، مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج حاصل از آن‌ها مورد مقایسه قرار می­گیرد. ارزیابی کمّی این ساختمان‌ها نیز بر اساس دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان­های موجود و با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیر خطی انجام می­شود. روش‌های ارزیابی سریع مورد مقایسه در این پژوهش، شامل روش‌های ارائه ‌شده در دستورالعمل‌های FEMA154، NRC، ایران (نشریه‌های 364 و 376) و همچنین روش آریای تکمیل ‌شده می‌باشد. این روش‌ها با استفاده از روش AHP برمبنای 7 معیارِ تعیین ‌شده، با یکدیگر مورد مقایسه می­گیرند و از بین آن‌ها روشی مناسب برای ارزیابی لرزه­ای سریع ساختمان­های مسکونی در تبریز معرفی می­شود. مقایسه نتایج ارزیابی سریع و کمّی نشان می­دهد که ارزیابی سریع مطابق FEMA154 دارای دقت و اطمینان بیشتری نسبت به سایر روش‌های یاد شده در ارزیابی ساختمان‌های مورد مطالعه می‌باشد. همچنین این روش در بین روش‌های یاد شده مناسب‌ترین گزینه برای ارزیابی سریع ساختمان‌های مسکونی در تبریز می­باشد.
با توجه به عدم مقاوم بودن آن­دسته از ساختمان­های مسکونی در شهر لرزه­خیز تبریز که بر اساس آیین­نامه­های قدیمی یا بدون ملاحظات آیین­نامه­ای ساخته شده­اند، لازم است که در مدت‌ زمان اندک نسبت به ارزیابی آسیب‌پذیری لرزه­ای این ساختمان­ها اقدام شود. از این­رو باید روشی برای برآورد سریع آسیب‌پذیری ساختمان­ها با توجه به شرایط منطقه لرزه­خیز تهیه شود. برای رسیدن به نتایج مناسب لازم است که دقت ارزیابی و سازگاری روش­های مختلف موجود با شرایط و ویژگی­های ساختمان­های منطقه مورد نظر مورد بررسی قرار گیرد و پس از مقایسه آن‌ها، مناسب­ترین روش برای ارزیابی سریع ساختمان­های منطقه انتخاب شود. برای انجام این امر می­توان از فرآیند تحلیل سلسله­مراتبی (AHP) که یکی از روش­های آنالیز تصمیم­گیری چندمعیاره است، استفاده نمود. برای تعیین دقت روش‌های ارزیابی سریع که یکی از معیارهای تعیین ‌شده برای مقایسه این روش­ها است، دو ساختمان فولادی با سیستم مهاربندی همگرا و یک ساختمان بنایی غیرمسلح که در فاصله زمانی سال­های 65 تا 74 در شهر تبریز ساخته شده­اند، با روش‌های ارزیابی سریع و کمّی، مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج حاصل از آن‌ها مورد مقایسه قرار می­گیرد. ارزیابی کمّی این ساختمان‌ها نیز بر اساس دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان­های موجود و با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیر خطی انجام می­شود. روش‌های ارزیابی سریع مورد مقایسه در این پژوهش، شامل روش‌های ارائه ‌شده در دستورالعمل‌های FEMA154، NRC، ایران (نشریه‌های 364 و 376) و همچنین روش آریای تکمیل ‌شده می‌باشد. این روش‌ها با استفاده از روش AHP برمبنای 7 معیارِ تعیین ‌شده، با یکدیگر مورد مقایسه می­گیرند و از بین آن‌ها روشی مناسب برای ارزیابی لرزه­ای سریع ساختمان­های مسکونی در تبریز معرفی می­شود. مقایسه نتایج ارزیابی سریع و کمّی نشان می­دهد که ارزیابی سریع مطابق FEMA154 دارای دقت و اطمینان بیشتری نسبت به سایر روش‌های یاد شده در ارزیابی ساختمان‌های مورد مطالعه می‌باشد. همچنین این روش در بین روش‌های یاد شده مناسب‌ترین گزینه برای ارزیابی سریع ساختمان‌های مسکونی در تبریز می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Comparison of Rapid Seismic Vulnerability Assessment Methods for Existing Residential Buildings in Tabriz using the Analytical Hierarchy Process (AHP): Case Study

نویسندگان [English]

  • Seyyed Alii Mousavi Khalkhali 1
  • Mehdi Poursha 1
  • Hasan Afshin 2
  • Mohammad Reza Chenaghlou 1
1 Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz
2 Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz
چکیده [English]

     Residential buildings in Tabriz, which were constructed according to the requirements of old seismic codes or considering no seismic code, should be assessed under the effect of seismic loads. To this end, the first step is the seismic vulnerability assessment of buildings within a short time before an earthquake occurs. To achieve reasonable results, it is necessary to study the accuracy and compatibility of existing seismic vulnerability assessment methods according to the conditions and characteristics of buildings in the region. Therefore, it is possible to select the most appropriate method for the rapid seismic vulnerability assessment (RSVA) by comparing the methods. In order to increase the accuracy of the comparison, the multi-criteria decision analysis method is used. To determine the accuracy of RSVA methods, three typical residential buildings were evaluated using rapid and quantitative (analytical) assessment methods. The structures examined in this investigation include two steel concentrically braced frame (CBF) buildings and one unreinforced masonry building.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rapid seismic assessment methods
  • Quantitative assessment method
  • Residential buildings in Tabriz
  • Concentrically braced frame (CBF)
  • Unreinforced masonry buildings
  • Analytical Hierarchy Process (AHP)
دفتر امور مقررات ملی ساختمان، "طرح و اجرای ساختمان­های فولادی"، مبحث دهم، ویرایش 4، 1392.
زهرایی س م، وطنی اسکویی ا، ارشاد ل، "بررسی آسیب­پذیری لرزه‌ای ساختمان­های شهر قزوین"، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، تهران، 1383.
سازمان مدیریت و برنامه­ریزی کشور، "دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان­های بنایی غیر مسلح موجود"، نشریه شماره 376، 1386.
شایانفر م، خدام ع، "بررسی و مقایسه دستورالعمل­های ارزیابی سریع آسیب­پذیری سازه­ها در برابر زلزله: روش­های آریا و ATC"، هشتمین کنگره بین­المللی مهندسی عمران اردیبهشت 1388، دانشگاه شیراز، ایران.
عطایی م، "تصمیم­گیری چندمعیاره"، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، 1389.
غلامین ش، "روش­های کمّی و کیفی ارزیابی آسیب‌پذیری لرزه‌ای انواع ساختمان‌های متداول شهری در ایران"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت ‌معلم آذربایجان، 1387.
قدسی­پور س ح، "فرآیند تحلیل سلسله­مراتبی AHP"، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1392.
محسنی ص، "مقایسه روش­های ارزیابی کیفی آسیب­پذیری لرزه‌ای و انتخاب روش مناسب ضمن برآورد آسیب­پذیری کمّی چند ساختمان شهر بندرعباس"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، 1387.
محمودزاده ا، پیراسته س، بهنام­فر ف، تاجیک ت، تاجمیر ریاحی ا، "ارزیابی سریع آسیب­پذیری لرزه‌ای ساختمان­های بنایی با معرفی روش جدید شاخص­سازان"، انتشارات علم­آفرین، اصفهان، 1389.
محمودزاده ا، مسکین­نواز س، "دستورالعمل ارزیابی لرزه‌ای ساختمان­ها بر اساس آیین­نامه کانادا"، انتشارات علم­آفرین، اصفهان، 1390.
معاونت برنامه­ریزی و نظارت راهبردی رئیس­جمهور، "دستورالعمل ارزیابی لرزه‌ای سریع ساختمان­های موجود"، نشریه شماره 364، 1387.
معاونت برنامه­ریزی و نظارت راهبردی رئیس­جمهور، "دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان­های موجود"، تجدید نظر اول، نشریه شماره 360، 1392.
Achs G, Adam C, “Rapid seismic evaluation of historic brick-masonry buildings in Vienna (Austria) based on visual screening”, Bull Earthquake Engineering, 2012, 10, 1833-1856.
Alam N, Shahria Alam M, Tesfamariam S, “Buildings’ Seismic Vulnerability Assessment Methods: A Comparative Study”, Nat Hazards, 2012, 62, 405-424.
Arya AS, “Design and construction of Masonry Building in Seismic Areas”, Bulletin, Indian Society of Earthquake Technology, 1967.
Computers and Structures Inc, SAP2000 V16.0.0, Structural Analysis Program, CSI, Berkeley, 2013.
Federal Emergency Management Agency, “Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards”, A Handbook, Edition 2, FEMA154, Washington, DC. 2002.
Federal Emergency Management Agency, “Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards”, Supporting Documentation, Edition 2, FEMA155, Washington, DC, 2002.
HAZUS Earthquake loss estimation methodology technical manual prepared by the National Institute of Building Sciences for Federal Emergency Management Agency (FEMA), 1997.
Hill M, Rosseto T, “Comparison of Building Damage Scales and Damage Descriptions for Use In Earthquake Loss Modelling in Europe”, Bull Earthquake Engineering, 2008, 6, 335-365.
Kaplan H, Yilmaz S, Akyol E, Sen G, “A new rapid seismic vulnerebility assessment method for turkey”, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, October 12-17, 2008, Beijing, China.
National Research Council of Canada, “Manual for screening of buildings for seismic investigation”, NRCC 36943, Ottawa, 1993.
Saaty TL, “The Analytical Hierarchy Process, Planning, Priority”, Resource Allocation, RWS Publications, USA, 1980.
Steinbrugge KV, McClure FE, Snow AJ, “Studies In Seismicity And Earthquake Damage Statistics”, Report (Appendix A) COM-71-00053, Washington, DC, U.S, Department of Commerce, 1969.