ارائه چارچوب ارزیابی تاب آوری لرزه ای و برنامه ریزی بهسازی برای مجموعه های سازه ای شهری با رویکرد سیستم های چندگانه و تحلیل قابلیت اطمینان (Reliability-Based Framework)

پژوهش حاضر با هدف ارائه چارچوبی جامع برای ارزیابی تاب آوری لرزه ای و برنامه ریزی بهسازی مجموعه های سازه ای شهری تدوین شده است. رویکردهای سنتی طراحی لرزه ای که عمدتا بر تامین ایمنی جانی و جلوگیری از فروریزش سازه متمرکز بوده اند، اگرچه تلفات جانی را به حداقل می رسانند، اما سازه ها متحمل آسیب های سنگینی شده، غیرقابل استفاده می گردند و هزینه های مالی و اجتماعی سنگینی به منطقه تحت تاثیر زلزله وارد می شود. از این رو، ضرورت وجود رویکردی جدید در طراحی ساختمان ها احساس می شود که مطابق آن ساختمان ها در صورت وقوع زلزله ای شدید، ضمن تامین ایمنی جانی، پس از زلزله تعمیرپذیر نیز باشند. این پژوهش از نظر هدف، کاربردی-توسعه ای و از نظر ماهیت و روش اجرا، در زمره پژوهش های تحلیلی-عددی با رویکرد تحلیل قابلیت اطمینان و بهینه سازی چندمعیاره قرار دارد. چارچوب پیشنهادی مبتنی بر تلفیق دو رویکرد اصلی تحلیل قابلیت اطمینان (Reliability Analysis) و تحلیل تصمیم گیری چندمعیاره (MCDM) طراحی شده است. تحلیل قابلیت اطمینان با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو انجام شده و شاخص های کلیدی شامل احتمال خرابی (Probability of Failure - Pf)، شاخص اطمینان (Reliability Index - β) و منحنی های شکنندگی (Fragility Curves) برای هر سازه محاسبه می گردند. برای اولویت بندی سازه ها برای بهسازی، از روش های تصمیم گیری چندمعیاره (نظیر TOPSIS و AHP) با در نظرگیری معیارهای سازه ای، عملکردی، اقتصادی-اجتماعی و زمانی استفاده شده است. تحلیل های غیرخطی سازه ها با استفاده از نرم افزارهای پیشرفته (نظیر OpenSees) با در نظرگیری رفتار غیرخطی مصالح و هندسه انجام شده است. یافته های پژوهش نشان می دهد که چارچوب ارزیابی تاب آوری لرزه ای مبتنی بر رویکرد سیستم های چندگانه، با در نظرگیری چهار بعد اصلی (کالبدی-سازه ای، عملکردی، اقتصادی-اجتماعی و بازیابی) و شاخص های ترکیبی متناظر، می تواند تصویری جامع تر و واقع بینانه تر از آسیب پذیری و قابلیت بازیابی مجموعه های سازه ای شهری ارائه دهد. تاب آوری لرزه ای به توانایی یک سیستم برای کاهش شانس لرزش، جذب این لرزش و ریکاوری سریع سازه بعد از آن گفته می شود. کمی سازی فیزیکی تاب آوری شامل احتمال تجاوز شتاب طبقه یا دریفت درون طبقه ای از یک حد مشخص است که با استفاده از پاسخ های غیرخطی سازه انجام می شود و اثر بهسازی و تعمیر و همچنین اثر مدت زمان لازم برای ریکاوری سازه و در ادامه جوامع، مد نظر قرار می گیرد. نتایج تحلیل قابلیت اطمینان نشان می دهد که روش های تجویزی آیین نامه ای، به دلیل عدم لحاظ کامل عدم قطعیت ها، ممکن است به طراحی هایی منجر شوند که در شرایط واقعی لرزه ای، عملکرد مطلوبی نداشته باشند. در سازه های بادبندی طراحی شده مطابق آیین نامه ۲۸۰۰، ستون های مجاور بادبندها دارای ضعف هستند و شکل پذیری بسیار کمی در هنگام زلزله دارند. برنامه ریزی بهسازی مبتنی بر اولویت بندی چندمعیاره نشان می دهد که ترکیب سطح بالای آسیب پذیری سازه ای با اهمیت عملکردی و دشواری جایگزینی، شاخص ترین عامل در قرارگیری ساختمان ها در رتبه های نخست اولویت بهسازی است. نظام مدیریت شهری ایران برای افزایش تاب آوری لرزه ای و کاهش ریسک مجموعه های سازه ای شهری، ناگزیر از اتخاذ رویکردی گام به گام و نظام مند در پیاده سازی چارچوب ارزیابی تاب آوری و برنامه ریزی بهسازی مبتنی بر قابلیت اطمینان است. چارچوب پنج مرحله ای پیشنهادی این پژوهش (شامل شناسایی و دسته بندی مجموعه های سازه ای شهری، تحلیل قابلیت اطمینان و محاسبه شاخص های احتمالاتی، ارزیابی تاب آوری مجموعه با در نظرگیری اندرکنش های بین سازه ای، اولویت بندی سازه ها برای بهسازی بر اساس معیارهای چندگانه، و تدوین برنامه زمان بندی و تخصیص منابع) می تواند الگویی کارآمد برای افزایش تاب آوری لرزه ای و کاهش ریسک مجموعه های سازه ای شهری در کلان شهرهای ایران فراهم آورد.