Analiza Dinamica a Cladirilor Inalte Supuse La Actiuni Seismice

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI FACULTATEA DE CONSTRUCTII CIVILE, INDUSTRIALE SI AGRICOLE

TEZA DE DOCTORAT (REZUMAT)

ANALIZA DINAMICA A CLADIRILOR INALTE SUPUSE LA ACTIUNI SEISMICE

DOCTORAND ADEL DAIFALLAH MOH’D HANANDEH

CONDUCATOR STIINTIFIC Prof.Univ.Dr.Ing. MIHAIL IFRIM Doctor Honoris Cauza al UTCB

Bucuresti 2011

MULŢUMIRI Cercetarea prezentată în această teză nu ar fi fost posibilă fără sprijinul pe care l-am primit de la numeroase persoane, în primul rând, aş dori să mulţumesc coducătorului meu ştiinţific, Prof.Dr.Ing. IFRIM MIHAIL, pentru permanenta lui îndrumare, sprijinire şi încurajare de alungul acestui demers de cercetare. Acest sprijin este pe deplin recunoscut. Doresc să mulţumesc membrilor comisiei de doctorat, doamnei Prof.Dr.Ing. DANIELA PREDA –  preşedinte –  decan al Facultăţii de Construcţii Civile, Industriale şi Agricole a Universităţii Tehnice de Construcţii din Bucureşti, domnului Prof.Dr.Ing. MIHAIL IFRIM – conducător  ştiinţific –  membru –  Universitatea Tehnică de Construcţii din Bucureşti, domnului Prof.Dr.Ing. DAN LUNGU – referent – membru –  Universitatea Tehnică de Construcţii din Bucureşti, domnului Prof.Dr.Ing. GHEORGHE OPREA –  referent  –  membru – Academia Tehnică Militară şi nu în ultimul rând domnului Prof.Dr.Ing. RAMIRO SOFRONIE – referent –  membru –  Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară din Bucureşti, Facultatea de Îmbunătăţiri Funciare şi Ingineria Mediului, pentru că au acceptat să fie în comisia de doctorat şi pentru evaluara tezei mele. Sunt recunoscător Universităţii Tehnice de Construcţii din Bucureşti pentru educaţia excelentă pe care am primit-o şi a mediului de cercetare considerabil, pe care l-am preţuit. Doresc să mulţumesc Guvenului Regatului Haşemit al Iordaniei, reprezentat de Ministerul Municipalităţilor şi Guvernului României, reprezentat de Ministerul Educaţiei, Cercetării, Tineretului şi Sportului pentru sprijinul financiar generos pe tot cursul şederii mele în România, în cadrul programului de cooperare culturală şi ştiinţifică nr. 39533/2007. În cele din urmă, aş dori să mulţumesc familiei mele pentru sprijinul permanent acordat. Sunt veşnic recunoscător părinţilor mei, care întotdeauna au subliniat importanţa unei bune educaţii şi m-au susţinut în numeroşii mei ani de şcoală. Nu în ultimul rând, doresc să-mi exprim profunda mea recunoştinţă faţă de soţia mea Ruxandra, fiicelor mele Suzan, Shereen, Sara şi Noor pentru răbdarea, sprijinul şi încurajarea lor.

i   

CUPRINS Mulţumiri Lista de Tabele Lista de Figuri Capitolul 1 INTRODUCERE 1.1 Generalităti 1.2 Obiective 1.3. Organizarea tezei Capitolul 2 CARACTERIZAREA GEOFIZICĂ ŞI SEISMICĂ A TERITORIULUI IORDANIEI ŞI A ZONELOR LIMITROFE 2.1 Evaluarea seismicitătii în ultimele deceniile în Iordania 2.2 Evaluarea hazardului seismic în Iordania. 2.3. Cutremure semnificative inregistrate, distribuţia,localizare şi spectre de raspons Capitolul 3 ASPECTELE CHEIE ALE CODULUI IORDANIAN DE POIECTAREA ANTISEISMICA 3.1 Criterii de selecţie. 3.2 Minime de proiectare de forţe laterale şi efecte legate 3.3 Analiza dinamica 3.4 Categorizarea terenului . Capitolul 4 SISTEME STRUCTURALE / CONFIGURAŢII GEOMETRICE SPECIFICE CLADIRILOR INALTE ALCATUITE DIN COMPONENTELOR METALICE SAU DIN ELEMENTE DE BETON ARMAT 4.1 Introducere. 4.2 Scurt istoric 4.3 Sisteme structurale din metal 4.4 Clădiri din beton Capitolul 5 SISTEME STRUCTURALE CU CONTRAVANTUIRI EXCENTRICE SI SISTEME DUALE 5.1 sisteme cu cadre contravântute 5. 2 Cadre Cu Contravânturi Excentrice (CCE) 5.3 Cadre Concentrice contravântute 5.4 cadrele speciale resistente la momentul incovitor 5.5 Comportare

ii   

CENTRICE

SI

Capitolul 6 DEFINIREA MATRICILOR DINAMICE PROPRII,MATRICEA de INERTIE,MATRICEA de RIGIDETATE SI MATRICE DE AMORTIZARE 6.1 modelare inertiala, coordinate dinamice 6.2 Modelarea disipativa.amotizarea interna 6.3 Modelare elastică. Flexibilitate‐rigiditate   Capitolul 7 DUCTILITATE, DEPLASARI LATERALE TOTALE SI DEPLASARI RELATIVE DE NIVEL (DRIFT) 7.1 Introducere 7.2 Nevoi de ductilitate şi Drift 7.2.1 Necesitatea de a recunoaşte diferenţele dintre deformabilitate, ductilitate şi raportul ductilitate. 7.2.2 Deformabilitate vs. Ductilitate 7.2.3 Avantajele de a furniza componente structurale şi legăturile lor cu ductilitate mai mare din punct de vedere economic. 7.2.4 Cuantificarea raportului de ductilitate. 7.3.1 General Remarks 7.3.2 Drift definitions 7.3.3 The Need for Drift Design. Capitolul 8 EVALUAREA CAPACITĂŢII DE DISIPARE A ENERGIEI; MODEL FIZIC, FACTORULUI DE RASPUNS R ŞI FACTORUL DE COMPORTARE q, EUROCOD 8 8.1 Introducere 8.2 Coeficientul de reducere a fortei spectrale 8.3 Factor de comportare q 8.4 UBC-97 8.5. ATC-19 8.5.1 Analiza Pushover 8.6 FEMA 350/ATC-63 Capitolul 9 RASPONSUL SEISMIC DE SISTEMUL STRUCTURAL ALCATUIT DIN CADRE RIGIDE SUPUSE LA ACTIUNE SEISMICA A SPECTRALELOR DE RASPONSE SB SI SC AMPLASATE IN ZONA SEISMICA 2A, CONFORM HARTA DE HAZARDUL SEISMIC DIN IORDANIA, FOLOSIND METODA SPECTRELOR DE RASPONSE 9.1 Introducere 9.2. Descrierea Clădirea 9.3 Criterii seismice 9.4 Definirea matricilor dinamice proprii 9.5 Case 1 (2A_SB -Spectrum) 9.5.1 Determinarea matricei acceleratiilor spectrale de raspuns 9.5.2 Determinarea deplasarilor modale maxime iii   

9.5.3 Determinarea deplasarilor maxime de nivel (SRSS Combinations) 9.5.4 Determinarea deplasarii relative de nivel 9.5.5 Determinarea fortelor elastice maxime modale 9.5.6 Determinarea fortelor taietoare modale maxime de nivel 9.5.7 Determinarea fortei taietoare maxima de nivel (SRSS) 9.5.8 Determinarea factorilor de participare modale 9.5.9 Procentul de participare a maselor modale la miscarea terenului 9.6 Case 2 (2A_SC - spectrum) 9.6.1 Determinarea matricei acceleratiilor de raspuns spectrale 9.6.2 Determinarea deplasarilor modale maxime 9.6.3 Determinarea deplasarilor maxime de nivel (SRSS Combinations) 9.6.4 Determinarea deplasarii relative de nivel 9.6.5 Determinarea fortelor elastice maxime modale 9.6.6 Determinarea fortelor taietoare modale maxime de nivel 9.6.7 Determinarea fortei taietoare maxima de nivel (SRSS) 9.6.8 Determinarea factorilor de participare modale 9.6.9 Procentul de participare a maselor modale la miscarea terenului Capitolul 10 CONSIDERATII FINALE, CONCLUZII SI CONTRIBUTII PERSONALE 10.1 Consideratii Finale 10.2 Concluzie, activitatea viitoare 10.3 contribuţie personală şi realizări LISTA DE TABELE Tablul 3.1: Soil Profile Types Tablul 3.2: Seismic Zones Factor .Z Tablul 3.3: Seismic Coefficient Ca. Tablul 3.4: Seismic Coefficient Cv. LISTA FIGURILOR Figura 2.1: Harta tectonică a Mării Moarte arată graniţele plăcii arabice cu plăcile tectonice adiacente. Figura 2.2: Reţeaua telemetrica seismică a Iordaniei Figura 2.3: Reţeaua mişcărilor seismice puternice din Iordania. Figura 2.4: Harta prezintă cadru regional tectonic. Figura 2.5: Harta seismicitătii istorice al Mării Moarte în conformitate cu Ab Karaki (1987) şi Ambraseys et al. (1994). Figura 2.6: arată sistemului de seismicitate de la Marea Moartă şi estul Mediteranei din 19002000 (Observatorul seismologic Iordanian). Figura 2.7: Harta seismicitătii din regiunea de ruptură a Mării Moarte în perioada 1983-2000 (observatorul seismologic din Iordania). Figura 2.8: Model de sursă seismică, constând din 18 surse seismogenice si regiuni de seismicitate. iv   

Figura 2.9: contururile PGA de probabilitatea de 10% din depăşirea în 50 de ani şi noduri de calcul Figura 2.10: Sa (0,2 s), contururi de probabilitatea de 10% din depăşirea în 50 de ani şi noduri de calcul Figura 2.11: Sa (1.0s) contururi la probabilitatea de 10% din depăşirea în 50 de ani şi noduri de calcul. Figura 2.12: patru zone seismice în conformitate cu codul iordanian de priectare antiseismica Figura 2.13: Familie de proiectare a răspunsului spectral pentru un singur grad elastic al Sistemului Libertatea, pentru raportul de amortizare de 5%, Conform Codului iordanian pentru clădiri rezistente la cutremur. Figura 2.14: Epicentrele cutremurului din 22 noiembrie 1995 Golful Aqaba datelor secvenţei Din JSO (1995-1998) Stelele verzi arată determinările epicetrelor de şoc principal din diferite surse (după Al‐Qaryouti). Figura 2.15: Miscare de teren înregistrată în timpul socului principal pentru componenta N-S. Figura 2.16: Miscare de teren înregistrată în timpul socului principal pentru Componenta E-W. Figura 2.17: Miscare de sol înregistrată în timpul socului principal pentru Componenta UP.

Figura 2.18: Acceleratia spectrală, viteza spectrală şi deplasarea spectrală cu constanta de amortizare în proportie de 5%. Figura 2.19: Acceleratia spectrală din 22 noiembrie 1995 a cutremurului din Golful Aqaba, componenta N-S comparativ cu familia a spectrelor de proiectare a răspunsului pentru zonele (1, 2A, 2B şi 3). Pentru diferite tipuri de sol SA, SB, SC, SD şi SE. Figura 2.20: Acceleratia spectrală din 22 noiembrie 1995 a cutremurului din Golful Aqaba, componenta E-W comparativ cu familia a spectrelor de proiectare a răspunsului pentru zonele (1, 2A, 2B şi 3). Pentru diferite tipuri de sol SA, SB, SC, SD şi SE. Figura 2.21: acceleartie overdamping spectrală, viteze spectrală şi deplasare overdamping spectrală pentru rate de amortizare de 2,5,7,10,15 si 20%. Figure2.22: Constanta‐ductilitate inelastică a acceleraţiei spectrale, viteza şi deplasarea cu ductilitatea deplasării de 1.0, 2.0, 4.0 si 8.0. Figura 3.1: Proiectarea răspunsui spectral pe un singur grad de libertate în sistemul elastic Figure 4.1: Classification of Tall Building Structural Systems by Fazlur Khan (Above: Steel; Below: Concrete). Figure 4.2: Interior Structures. Figura 4.3: Structuri exterioare Clasificarea sistemelor clădirilor înalte structurale de Mir Ali M. (de mai sus: structuri interne; de mai jos: Structuri exterioare). Figura 4.4: Comparaţii a înaltimii sistemelor de construcţie din metal Figura 4.5: (a) Reactia cadrului rigid la sarcinile laterale; (b) Deformarea la îndoire a grinzilor si stâlpilor datorită nedeformabilitătii conexiunilor. Figure 4.6: Typical concentric braced frame (CBF) configurations: (a) one-story X-bracing; (b) single-diagonal bracing; (c) and (d) chevron bracing; (e) two-story X-bracing Figure 4.7: schematic plans showing interacting braced and rigid frames: braced core and perimeter frames Figure 4.8: (a) Outrigger System with A Central Core: (b) Outrigger System with Offset Core; (c) Diagonals Acting As Outriggers; (d) Floor Girders Acting As Outriggers. Figure 4.9: Schematic Plan of Framed Tube. v   

Figure 4.10: (a) Tube Building With Multistory Diagonal Bracing; (b) Rotated Square Tube With Super Diagonals. Figure 4.11: Bundled Tube Structural System; Sears Tower, Chicago. Building Height: 443 m

Figure 4.12: Coupled Shear Walls. Figure 4.13: Rigid frame: Forces and deformations. Figure 4.14: Tube Building with Widely Spaced Perimeter Columns. Figure 4.15: Typical Floor Framing Plan: Haunch Girder Scheme. Figure 4.16: Examples of Core-Supported Buildings: Cast-In-Place Shear Walls With Precast Surround. Figure 4.17: Shear walls with perimeter frames. Figure 4.18: Frame tube building. (a) Schematic plan and (b) isometric view Figure 4.19: Schematics of Bundled Tubes. Figure 4.20: Burj Dubai, Schematic Plan. Figure 5.1: Braced Frame Deformation: (a) Flexural Deformation; (b) Shear Deformation; (c) Combined Configuration. Figure 5.2: Load Path For Horizontal Shear Through Web Numbers: (a) Single Diagonal Bracing; (b) X-Bracing; (c) Chevron Bracing; (d) Single-Diagonal, Alternate Direction Bracing; (e) Knee Bracing. Figure 5.3: Typical Concentric Braced Frame (CBF) Configurations: (a) One-Story XBracing; (b) Single-Diagonal Bracing; (c) and (d) Chevron Bracing; (e) Two-Story XBracing; (f) Single Diagonal, Alternate-Direction Bracing. Figure 5.4a: Chain with ductile and brittle links. Figure 5.4b: Bending moments and shear forces in link beam. Flexural hinges form at A and B when both MA and MB reach the plastic moment Mp. Figure 5.5: an EBF; stiffener requirements. Figure 5.6: Eccentric bracing system: (a–d) common types of bracing Figure 5.7. Braced Frame Configurations. Figure 5.8: Special Concentric Brace Frame (SCBF) Example. Figure 5.9: Interaction between Braced and Unbraced Frames: (a) Characteristic Deformation Shapes; (b) Variation of Shear Forces Resulting From Interaction. Figure 6.1: mathematical model Figure 6.2: Flow Chart Representing Definition of Characteristics of Dynamic System Figure 6.3: Physical Models of Materials Behavior Figure 6.4: Flow Chart of Definitions of Constant Characteristics Of Linear Dynamic System. Figure 6.5: Dynamic Coordinates of Different Structural Systems. Figure 6.6: Discrtization of Dynamic Systems Figure 6.7: Discrete Model, Equivalent Model and Dynamic Coordinates Figure 6.9: Dynamic and Static Coordinates and Total Coordinates. Figure 6.10: Viscous Damping, Critical Damping, non Viscous Damping and Structural Damping Figure 6.11: The Flexibility Coefficients Figure 6.12: (a) The Stiffness Coefficients (Actions) (b) The Stiffness Coefficients (Reactions) Figure 7.1: Definitions of Deformability, Ductility, and Ductility Ratio. Figure 7.2: Deformability and Ductility of an RC Wall and an RC DMRSF. Figure 7.3: ductility requirements for both walls and frames in an RC frame-wall system. Figure 7.4: the effects of a 3-D interaction on the strength of an RC Frame-wall system. Figure 7.5: Definition of Drifts. vi   

Figure 7.6: Computation of Tangential- Interstory Drift Index. Figure 8.1: Variation of displacement ductility demand with changes in the lateral Strength of the system Figure 8.2: Linear and constant ductility nonlinear response spectra. Figure 8.3: Elastic and inelastic demand for a given ductility ratio and period of vibration. Figure 8.4: Definition of behavior factor q Figure 8.5: Definition of Response modification factor R Figure 8.6: Sample Pushover Analysis Results Showing Bi-Linear Approximation Using Equal Energy Method Figure 8.7: Illustration of seismic performance factors (R, Cd and Ωo) as defined by the Commentary to the NEHRP Recommended Provisions. Republished courtesy of FEMA; originally published in FEMA P695. Figure 8.8: Illustration of Seismic Performance Factors (R, Cd and Ω) As Defined By the ATC-63 Methodology, Republished Courtesy of FEMA; Originally Published In FEMA P695 Figure 9.1: design response spectra for soil type SB (Ca=0.15 and CV=0.15) for seismic zone 2A Figure 9.2: Design Response Spectra for Soil Type SC (Ca=0.18 and CV=0.25) For Seismic Zone 2A Figure 9.3: The Rigid- Frame Elevation

vii   

Capitolul 1 INTRODUCERE 1.1 Generalităti Iordania, precum şi popoarele din jur este vulnerabilă la risc seismic, aproximativ 4 milioane de oameni (75% din populaţia iordaniană), care locuiesc la mai puţin de 30 km de la falie marea moartă, capitala iordaniei nu este o excepţie de la acest hazard seismic. În iordania, falie marea moartă situate la partea nord-vestică a plăcilor tectonice arabe şi se întinde pe o lungime de 1.100 km de la nord de marea Rosie pana la sudul turciei, constituind principala sursă de seismicitate în iordania. Pe de altă parte, hărţile probabilistica de hazardul seismic ale Iordaniei sunt elaborate de către asociatia regala de stiinte din Iordania, în colaborare cu Institutul de Ştiinţe Pământului "Jaume Almera", CSIC, Spania, ei dezvoltând hărţile de hazard seismic, cuantificând riscul seismic în termeni de acceleraţie de vârf, PGA şi de acceleratie spectrală, Sa, (la 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1.0 şi 2.0 secunde), pentru o probabilitate de depăşire cu 10% în 50 de ani pentru terenurile stâncoase. Pentru a oferi inginerilor instrumentele de proiectare adecvate, valorile rezultate ale acceleraţie spectrale sunt folosite pentru a dezvolta o hartă macrozonală a Iordaniei, precum şi spectrele de răspuns corespunzătoare. În plus, după versiunea anterioară a codul de proiectare aniseismic a fost revizuită, noua versiune adoptată de Consiliul Naţional Iordanian din 2005, pe baza UBC-97, a fost în conformitate cu terenuri specifice, bazate pe caracteristici geologice, tectonice, seismologice si de teren pe teritoriul Iordaniei, astfel inginerii iordanieni dispun de instrumente adecvate pentru a analiza şi proiecta toate tipurile de sisteme structurale, folosind ambele proceduri de analiză, atât procedura liniar statică cât şi procedura dinamică. 1.2 Obiective Scopul general şi obiectivul specific al proiectului de cercetare este de a prezice răspunsul seismic exprimat în deplasarea relativă absolută maximă din acelaşi cadru rigid dat, supus la actiune de tip SB spectrul de raspons si SC spectrul de raspons pentru micare de teren cu probabilitate de 10% din depăşirea în 50 ani pentru o perioadă de revinire de 475 ani, conform definite în harta de hazard seismic iordaniană pentru zona seismică 2A.figura 2.12

1.3. Organizarea tezei Teza Este organizată în zece capitole Capitolul 2 prezintă caracterizări geofizice şi seismice ale teritoriul Iordaniei şi zonele adiacente, Concentrându-se în cele trei aspecte cheie, evaluarea de seismicitate în ultimele decenii, evaluarea hazardul seismic şi cutremurele semnificative în Iordania, locaţie, distribuţie şi spectrele de răspuns. Capitolul 3 ilustrează practicile seismice din Iordania, aspectelor cheie ale codului iordanian de proiectare antiseismica, criteriile de selecţie, forţele laterale minime de proiectare şi efectele conexe, procedura de analiză dinamică, şi clasificarea tipuri de teren. Capitolul 4 prezintă sisteme structurale / configuraţia geometrică a clădirilor înalte compuse din oţel, beton armat, concentrându-se pe sistemele structural clasificate şi non clasificate pentru clădirile înalte cu structură din otel si beton  

1

Capitolul 5 prezintă structuri compuse din sistemele contravantuite, cum ar fi sistemele concentrice, excentrice structurale şi sisteme dual Capitolul 6 Definirea matricilor dinamice proprii, matricea de inertie, matricea de rigidetate si matrice de amortizare Capitolul 7 Ductilitate, Deplasari Laterale Totale si Deplasari Relative de Nivel (Drift) Capitolul 8 contine Evaluarea capacităţii de disipare a energiei; model fizic, factorului de raspuns R şi factorul de comportare q, Eurocod 8 Capitolul 9 prezintă studiul analitic al răspunsului seismic exprimat în deplasarea relativ absolută maximă a sistemului structural de tip cadru rigid supus la spectrele de rasponsde tip SB şi SC al spectrului de rasponse pentru o clădire dată situată în zona 2A, în conformitate cu harta de hazardul seismic al Iordaniei. Procedura folosita Este analiza dinamica modala aspectrelor de raspons in coformitate cu codul iordanian de proiectare antiseismica Capitolul 10 Considertii finale, concluzii si contributii personale

Capitolul 2 Caracterizarea geofizică şi seismică a teritoriului iordaniei şi a zonelor limitrofe 2.1 Evaluarea seismicitătii în ultimele deceniile în Iordania 2.1.1 Introducere Marea Moartă (DSTF) este o zonă de alunecare proeminentă în Orientul Mijlociu. Acesta separă placa Arabică de micro placa din Sinai, un adaos al plăcii africane si se întinde pe defileul Mării Roşii în partea de sud spre Marea Moartă a zonei de coleziune Zagros Taur. În nord la Marea Moartă (DSTF) este de circa 1.100 km în lungime. Figura 2.1

Figura 2.1: Harta tectonică a Mării Moarte arată graniţele plăcii arabice cu plăcile tectonice adiacente. Activitatea seismică din Iordania şi din zonele adiacente este clasificată ca moderată, comparată cu activitatea seismică la nivel mondial, 2.1.2. Monitorizarea cutremurelor, înregistrare şi analiză  

2

Din 1983 până în 1989, reţeaua naţională seismică din Iordania a constat 16 statii seismice, numărul prezent este de 25 de staţii ale reţelei seismice telemetrice (Figura 2.2) şi 27 de statii pentru mişcări puternice (Figura 2.3), majoritatea statiilor sunt concentrate în zonele dens populate, caracterizate de seismicitate mare (distribuite in paralel de falie de Marea Moartă (DSTF) în zona dintre barajul RegeleTalal şi sud-vest de Madaba).

Figura 2.2: Reţeaua telemetric seismică a Iordaniei

Figura 2.3: Reţeaua mişcărilor seismice puternice din Iordania.  

3

2.1.3. Sursa activitătilor seismice din Iordania şi zonele limitrofe La est de Marea Mediterană si sud-est de Marea Mediterană (Cipru), regiunea Mării Rosii şi Golful Suez, şi Palmyra (arcul sirian), în plus faţă de sub-surse include si falia Karak, principala falie, falia Al-Sarhan, şi falia Al Faihah-Karmel, toate sunt ramuri de falie de mare moarta ale Iordaniei. Figura 2.4

Figura 2.4: Harta prezintă cadru regional tectonic. 2.1.4 Seismicitătii Istorice În Iordania. Oamenii de stiintă de la Universitatea din Iordania au întocmit un catalog al cutremurelor în Iordania în ultimii 4.000 de ani. Catalogul istoric al cutremurelor în Iordania conţine cutremurelor datate mai devreme 2.150 î.Hr.; Figura 2.5 descrie epicentrele cutremurelor puternice.

Figura 2.5: Harta seismicitătii istorice al Mării Moarte în conformitate cu Abou Karaki (1987) şi Ambraseys et al. (1994).  

4

2.1.5 Sursele Catalogului Cutremurelor în Iordania. Listele istoricului cutremurelor au fost, de asemenea, compilate din cataloagele cutremurelor revizuite din regiune şi adăugate după verificarea încrucişată dintre calitatea şi autenticitatea surselor de date publicate. Aceste date au fost compilate de către Ambraseys (1971, 1978), Ben-Menahem (1979, 1981), Poirier şi Taher (1980), El-Isa et A1 (1984), El-Isa et A1 (1986), El-Isa (1985, 1988), Hasweh (1986), Ambraseys şi Barazangi (1989), Abu-Karaki (1987), Ambraseys şi Melville (1985), Al-Tarazi (1992), Shapira (1979), Ambraseys şi Karcz (1992), Shapira et al. (1993) şi Amiran et al. (1994). 2.1.6 Seismicitate Instrumentala în Iordania.

Figura 2.6: arată sistemului de seismicitate de la Marea Moartă şi estul Mediteranei Din 1900-2000 (Observatorul seismologic Iordanian).

Figura 2.7: Harta seismicitătii din regiunea de ruptură a Mării Moarte în perioada 19832000 (observatorul seismologic din Iordania).  

5

2.2 Evaluarea hazardului seismic în Iordania. 2.2.1 Introducere. Hărţilor Probabilistice de hazard pentru Iordania sunt dezvoltate folosind o evaluare omogenă probabilistică de risc seismic. Rezultatul hărţilor cuantifică hazardul seismic în termeni de acceleraţie de vârf, PGA, şi de acceleratie spectrală, SA, (de la 0,1, 0,2, şi 0.3, 0.5, 1.0 şi 2.0 secunde) pentru o probabilitate de depăşire de 10% în 50 de ani pentru straturi stâncoase. 2.2.2 Metodologie. Abordarea probabilistică prezentată de Cornell [Cornell, 1968] şi programate de McGuire [McGuire, 1976] a fost utilizată pentru evaluarea de risc seismic. 2.2.3 Model de sursă seismică.

Figura 2.8: Model de sursă seismică, constând din 18 surse seismogenice si regiuni de seismicitate. 2.2.4 legea Atenuarii Ambraseys et al. [Ambraseys et al., 1996] relaţii atât pentru Peak Ground Acceleration (PGA) şi Acceleratia spectrală SA în ceea ce priveşte statele membre au fost utilizate pentru calculul pericolului. 2.2.5 Procedura tehnică de calcul. Calculele au fost efectuate pentru PGA şi SA, pentru 0.1s, 0,2 s, 0.3s, 0.5s, 1.0s si 2.0s perioadă, la o probabilitate de 10% din depăşirea în 50 de ani. Figurile 2.11 - 2.12 şi 2.13 în hărtilor de mai jos afişate PGA şi SA pentru perioada de 0,2 s şi SA pentru perioada de 1.0s, respectiv.    

6

Figura 2.9: contururile PGA de probabilitatea de 10% din depăşirea în 50 de ani şi noduri de calcul

Figura 2.10: Sa (0,2 s), contururi de probabilitatea de 10% din depăşirea în 50 de ani şi noduri de calcul

 

7

Figura 2.11: Sa (1.0s) contururi la probabilitatea de 10% din depăşirea în 50 de ani şi noduri de calcul. 2.2.6 Microzonare şi spectrele de raspuns Codul iordanian a patru zone seismice: 1, 2A, 2B şi 3, cu valori Z de 0.075, 0.15, 0.20 şi 0.30, respectiv, Figura 2.12

Figura 2.12: patru zone seismice în conformitate cu codul iordanian de priectare antiseismica Elasticitatea de proiectare a răspunsului spectral (pentru un singur grad de libertate al sistemului) pentru diferite zone seismice, diferite tipuri de sol şi raportul constant de  

8

amortizare (5%), cum a fost adoptat de către Consiliul Na ional de Construc ii Iordanian, 2005 sunt ilustrate în Figura 2.15. ZONE 1

ZONE 2A 1 Soil=S A

0.8

Spectral Acceleration [g]

Spectral Acceleration [g]

1

Soil=S B Soil=S C

0.6

Soil=S D Soil=S E

0.4 0.2 0

0

1

2

3

Soil=S B Soil=S C

0.6

Soil=S D 0.4

Soil=S E

0.2 0

4

Soil=S A

0.8

0

1

Period [sec]

ZONE 2B

4

1 Soil=S A

0.8

Spectral Acceleration [g]

Spectral Acceleration [g]

3

ZONE 3

1

Soil=S B Soil=S C

0.6

Soil=S D 0.4

Soil=S E

0.2 0

2

Period [sec]

0

1

2

3

Period [sec]

Soil=S B Soil=S C

0.6

Soil=S D 0.4

Soil=S E

0.2 0

4

Soil=S A

0.8

0

1

2

3

4

Period [sec]

Figura 2.13: Familie de proiectare a răspunsului spectral pentru un singur grad elastic al Sistemului Libertatea, pentru raportul de amortizare de 5%, Conform Codului iordanian pentru clădiri rezistente la cutremur.

2.3. Cutremure semnificative inregistrate, distribuţia,localizare şi spectre de rasponse 2.3.1. Cutremurul în Golful Aqaba, 22 noiembrie 1995. 2.3.1.1 Rezumat La data de 22 noiembrie 1995 are loc cel mai mare cutremur instrumental înregistrat de-a lungul Mării Moarte (DSTF) în cel puţin un secol, cu magnitudinea = 7.1 MW, în Golful Aqaba. 2.3.1.2 Introducere. Cutremurul din Golful Aqaba a avut loc pe 22 noiembrie 1995 la 04:15 GMT, la 28.76 N, 34.660E (figura 2.17), conform datelor din Iordania, Egipt, Cipru, Arabia Saudită şi Israel, măsurând Mw = 7.1 pe scara de magnitudine în momentul = 6.2 şi pe măsurători CODA, a fost cel mai mare cutremur care s-a produs de-a lungul Mării Moarte în cel puţin un secol, şi a fost resimţit puternic în Iordania, Egipt, Arabia Saudită şi Israel. Figura 2.17 0

 

9

Figura 2.14: Epicentrele cutremurului din 22 noiembrie 1995 Golful Aqaba datelor secvenţei Din JSO (1995-1998) Stelele verzi arată determinările epicetrelor de şoc principal din diferite surse (după Al-Qaryouti). 2.3.1.3 Analiza miscărilor de teren .

0.1

0

-0.1

Displacement [cm]

Velocity [cm/sec]

Acceleration [g]

Mişcarea la sol a fost înregistrată la staţia Eilat, cea mai apropiată de falia fisurată de 93,8 km in timpul şocului principal, cantităţile solului de mişcare utilizând calculele software-ul seismosignal, fiind îmbunătă ite pentru mi cările de sol în ambele componente NS, EW şi UP.

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

50

60

10

0

-10 5

0

-5

Time [sec]

Figura 2.15: Miscare de teren înregistrată în timpul socului principal pentru componenta N-S.

 

10

0 -0.1

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30 Time [sec]

40

50

60

10

Velocity [cm/sec]

Acceleration [g]

0.1

0

Displacement [cm]

-10 5 0 -5

Figura 2.16: Miscare de teren înregistrată în timpul socului principal pentru Componenta E-W.

Acceleration [g]

0.1 0.05 0 -0.05 -0.1

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

50

60

0

10

20

30

40

50

60

Velocity [cm/sec]

5

0

-5

Displacement [cm]

2 1 0 -1 -2

Time [sec]

Figura 2.17: Miscare de sol înregistrată în timpul socului principal pentru Componenta UP. 

 

11

2.3.1.4 spectrele de rasponse elastice

Spectral Acceleration [g]

0.4

Aqaba earthquake -1995-EW

ξ=0.05

0.3 0.2 0.1 0 0 40

1

2

3

20 10

ξ=0.05 0

1

2

3

0.2 0.1 0

0

2

3

4

1

2

3

30 20 10 0

ξ=0.05 0

4

Displacement [cm]

15

10

5

ξ=0.05

10 5 0

0

1

40

4

15

Displacement [cm]

ξ=0.05

0.3

4

30

0

0.4

Spectral Velocity [cm/sec]

Spectral Velocity [cm/sec]

Spectral Acceleration [g]

Aqaba earthquake-1995-NS

0

1

2

3

ξ=0.05 0

1

2

3

4

Period [sec]

4

Period [sec]

Figura 2.18: Acceleratia spectrală, viteza spectrală şi deplasarea spectrală cu constanta de amortizare în proportie de 5%. ZONE 1

ZONE 2A

1

1 Soil=S A

Spectral Acceleration [g]

Specrtal Acceleration [g]

Soil=S A Soil=S B

0.8

Soil=S C

0.6

Soil=S D Soil=S E

0.4

AQ-EQ(N-S) 0.2 0

0

1

2

3

Soil=S C

0.6

Soil=S D Soil=S E

0.4

AQ-EQ(N-S) 0.2 0

4

Soil=S B

0.8

0

1

Period [sec]

2

ZONE 2B 1

Spectral Acceleration [g]

Soil=S A

Spectral Acceleration [g]

4

ZONE 3

1 Soil=S B

0.8

Soil=S C

0.6

Soil=S D Soil=S E

0.4

AQ-EQ(N-S) 0.2 0

3

Period [sec]

0

1

2

3

Soil=S A 0.8

Soil=S C Soil=S D Soil=S E

0.4

AQ-EQ(N-S) 0.2 0

4

Period [sec]

Soil=S B

0.6

0

1

2

3

4

Period [sec]

Figura 2.19: Acceleratia spectrală din 22 noiembrie 1995 a cutremurului din Golful Aqaba, componenta N-S comparativ cu familia de spectrelor de proiectare a răspunsului pentru zonele (1, 2A, 2B şi 3). Pentru diferite tipuri de sol SA, SB, SC, SD şi SE.

 

12

ZONE 1

ZONE 2A

1

1 Soil=S A

Spectral Accelwration [g]

Spectral Acceleration [g]

Soil=S A Soil=S B

0.8

Soil=S C

0.6

Soil=S D Soil=S E

0.4

AQ-EQ(E-W) 0.2 0

0

1

2

3

Soil=S C

0.6

Soil=S D Soil=S E

0.4

AQ-EQ(E-W) 0.2 0

4

Soil=S B

0.8

0

1

Period [sec]

2

ZONE 2B 1 Soil=S A

Soil=S A

Spectral Acceleration [g]

Spectral Acceleration [g]

4

ZONE 3

1 Soil=S B

0.8

Soil=S C

0.6

Soil=S D Soil=S E

0.4

AQ-EQ(E-W) 0.2 0

3

Period [sec]

0

1

2

3

0.8

Soil=S C

0.6

Soil=S D Soil=S E

0.4

AQ-EQ(E-W 0.2 0

4

Soil=S B

0

1

Period [sec]

2

3

4

Period [sec]

Figura 2.20: Acceleratia spectrală din 22 noiembrie 1995 a cutremurului din Golful Aqaba, componenta E-W comparativ cu familia de spectrelor de proiectare a răspunsului pentru zonele (1, 2A, 2B şi 3). Pentru diferite tipuri de sol SA, SB, SC, SD şi SE. 2.3.1.5 spectrele de rasponse inelastice a. Inelasticitatea peste-amortizarea overdamping spectrală.

Spectral Displacement [cm]

Spectral Velocity [cm/sec]

Spectral Acceleration [g]

The Aqaba Earthquke 1995-N-S component 0.8

0.4 0.2 0

1

2

3

40 20 0

0

1

2

3

0.4 0.2 0

4

15 10 5

0

1

2 Period [sec]

3

40 20 0

4

0

15 10

0

4

4

1

2

3

4

ξ=2% ξ=5% ξ=7% ξ=10% ξ=15% ξ=20%

20

3

2

ξ=2% ξ=5% ξ=7% ξ=10% ξ=15% ξ=20%

5 0

1

60

ξ=2% ξ=5% ξ=7% ξ=10% ξ=15% ξ=20%

20

ξ=2% ξ=5% ξ=7% ξ=10% ξ=15% ξ=20%

0.6

ξ=2% ξ=5% ξ=7% ξ=10% ξ=15% ξ=20%

60

0

0.8

ξ=2% ξ=5% ξ=7% ξ=10% ξ=15% ξ=20

0.6

0

The Aqaba Earthquke 1995-E-W component

0

1

2 period [sec]

3

4

Figura 2.21: acceleartie overdamping spectrală, viteze spectrală şi deplasare overdamping spectrală pentru rate de amortizare de 2,5,7,10,15 si 20%.  

13

b. Constanta-Ductilitate Spectral inelastică.

Spectral Velocity [cm/sec]

Spectral Accelration [g]

The Aqaba Earthquae 1995-N-S component 0.4

The Aqaba Earthquae 1995-E-W component 0.4

EQ-1995 Duct.=1.0

0.3

EQ-1995 Duct.=1.0

0.3

Duct.=2.0

0.2

Duct.=8.0

0.1 0

Duct.=2.0

0.2

Duct.=4.0

0

1

2

3

0

4

Duct.=2.0

Maximum Displacement [cm]

3

4

EQ-1995 Duct.=1.0 Duct.=2.0 Duct.=4.0 Duct.=8.0

10 0

1

2

3

0

4

0

Duct.=1.0

15

2

3

4

3

4

Duct.=1.0

15

Duct.=2.0

Duct.=2.0 Duct.=4.0

10

1 EQ-1995

EQ-1995

Duct.=4.0

10

Duct.=8.0

Duct.=8.0

5

5 0

2

20

Duct.=8.0

10 0

1

30

Duct.=4.0

20

0

40

Duct.=1.0

30

Duct.=8.0

0.1

EQ-1995

40

Duct.=4.0

0

1

2 Period [sec]

3

0

4

0

1

2 Period [sec]

Figure2.22: Constanta-ductilitate inelastică a acceleraţiei spectrale, viteza şi deplasarea cu ductilitatea deplasării de 1.0, 2.0, 4.0 si 8.0.

Capitolul 3 Aspectele cheie ale Codului iordanian de poiectarea antiseismica  

3.1 Criterii de selecţie. 3.1.1 Baze de proiectare.

Procedurile şi limitările pentru proiectarea structurilor se determină luând în considerare zonarea seismică, caracteristici de straturi, de ocupare, configurare, sistemul structural si înălţimea, în conformitate cu această secţiune. 3.1.2 Combinaţii de incarcari Clădirile si alte structuri, precum şi toate porţiuni ale acestora trebuie să fie concepute să reziste la combinaţii de sarcină, efectul cel mai critic se poate produce atunci când unul sau mai multe dintre greutăţile care contribuie nu acţionează. Toate sarcinile aplicabile trebuie să fie luate în considerare, inclusiv cutremur si vânt. 3.1.2.1 Structuri de beton. În cazul în care sarcina de rezistenţă, factor de proiectare (proiectarea rezistenţei) este folosită, structurile şi toate porţiunile acestora trebuie să reziste la efectele cele mai critice din următoarele combinaţii de încărcări luate. 3.1.3 Straturi geologie şi caracteristici ale ternului Profiluri de tipuri de sol etichetate SA prin SF Tabelul 3.1 reprezintă efectul condiţiilor de sol pe mi carea terenului.  

14

Table 3.1: Soil Profile Types Soil profile type

Soil profile Name/generic description

SA SB SC

Hard rock rock Very dense soil and soft rock Stiff soil profile Soft soil profile

SD SE

Average soil properties for top 30 m of soil profile Shear wave Standard Undrained velocity penetration test Shear strength (m/s) (Kpa) >1500 760-1500 360-760 >50 >100 180-360

15-50

50-100