مهندسی زلزله - دانشکده مهندسی عمران
گروه مهندسی زلزله در زمره یکی از اولین گروههای آموزشی مستقلِ تشکیل شده در دانشکده عمران دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی میباشد که فعالیت خود را از میانه دهه ۱۳۷۰ شمسی شروع نموده است. با توجه به حساسیت و اهمیت پدیده زلزله در کشورمان که با تجربیات تلخی در سالیان گذشته همراه بوده است، این گروه آموزشی با هدف کلی ارتقای سطح علمی جامعه مهندسی کشور در ارتباط با پدیده زلزله و اثرات آن ایجاد شده است. طی سالیان متمادی فعالیت، این گروه آموزشی همواره سعی نموده است تا با نگاهی جامع نگر به پدیده زلزله و تبعات آن بر جامعه انسانی بپردازد و بر خلاف بسیاری از گروههای مهندسی زلزله موجود در سطح دانشگاههای کشور، به موضوع زلزله صرفا نگاهی سازه-محور نداشته باشد و به ابعاد دیگر این موضوع نیز بپردازد.
در همین راستا، اهداف زیر در گروه مهندسی زلزله به صورت پویا در سالیان گذشته دنبال شدهاند:
✔ ارتقای کیفیت ساخت و ساز کشور به ویژه در برابر پدیده زلزله،
✔ تربیت مهندسان متعهد، متخصص و کارآمد، از طریق ارائه دروس کاربردی متناسب با شرایط کشور،
✔ ورود به حوزههای جدید و در لبه دانش در حوزههای پژوهشی مهندسی زلزله،
✔ ایفای نقش و مشارکت در پروژه های ملی و حل مشکلات صنعتی کشور در حوزه مهندسی زلزله.
1- خطر زلزله
الف) در 20 سال گذشته: حدود 600 زلزله مهم با حدود 750 هزار کشته (در زلزله بم حدود 26 هزار کشته)
ب) 120 میلیون نفر مستقیما درگیر شدند که بیشتر آنها از قشرهای کم درآمدتر و یا متوسط بودهاند
ج) خسارت اقتصادی در دنیا حدود 700 میلیارد دلار (دو برابر کل درآمد ناخالص ملی ایران در یک سال)
د) احتمال تغییرات گسترده اجتماعی و مهاجرتهای جمعی پس از زلزله¬های شدید
ه) کشور ایران مانند بسیاری از نقاط دنیا (مثل ژاپن، آمریکا، نیوزیلند، ایتالیا، ترکیه و بسیاری از نقاط دیگر) به شدت لرزه خیز است.
2- تمرکز اصلی و حوزه مطالعه
الف) تحلیلهای دقیق برای شناسایی رفتار سازه¬ها در زلزله (تحلیلهای استاتیکی و دینامیکی غیر خطی)
ب) طراحی سازهها برای دستیابی به عملکرد مورد انتظار از آنها در زلزله (معروف به طراحی عملکردی سازهها (Performance-based design) : برای سازههای مهم قابلیت بهره برداری بدون وقفه، برای سازههای معمولی ایمنی جانی و برای سازههای کم اهمیت آستانه فروریزش)
پ) توسعه سیستمهای کنترل لرزهای سازه¬ها برای کاهش آسیب پذیری آنها (مانند انواع میراگرها (Damper)، جداسازی (Base Isolation)، میراگرهای جرمی تنظیم شونده (TMD)، میراگرهای سیال تنظیم شونده (TLD) و ... نیز سیستمهای کنترل فعال سازهها (Active Control))
ت) طراحی سیستمهای پایش سلامت سازهها (Health Monitoring System) و سیستمهای هشدار سریع (Early Warning System) از طریق نصب انواع حسگرها (Sensor) بر روی ساختمان (شناسایی ویژگیهای دینامیکی ساختمانهای موجود، پیدا کردن محل خرابی پس از زلزله، تعیین میزان و شدت خرابی)
ث) مقاوم سازی و بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود (ارتقاء کیفیت سازه برای افزایش ظرفیت تحمل بارهای لرزهای)
ح) شناخت و تحلیل خطر زلزله (معرفی زلزله طرح در هر محل) و نیز ارزیابی احتمالاتی ریسک مخاطرات لرزهای
چ) کمک به سیستم مدیریت بحران کشور و مدیریت شهری (برآورد تعداد ساختمانهای تخریب شده و تلفات و خسارات، مقدار آوار ناشی از تخریبها، برآورد وضعیت سازههای زیر ساختی مثل نیروگاهها، پالایشگاهها، سیستمهای حمل و نقل، سیستمهای انتقال سوخت و ... پس از زلزله) و ارتقاء تاب آوری سیستمها
در همین راستا، اهداف زیر در گروه مهندسی زلزله به صورت پویا در سالیان گذشته دنبال شدهاند:
✔ارتقای سطح دانش مهندسان ساختمان در زمینه پدیده زلزله و آثار آن بر جوامع،
✔ ارتقای سطح دانش مهندسان ساختمان در زمینه پدیده زلزله و آثار آن بر جوامع،✔ ارتقای کیفیت ساخت و ساز کشور به ویژه در برابر پدیده زلزله،
✔ تربیت مهندسان متعهد، متخصص و کارآمد، از طریق ارائه دروس کاربردی متناسب با شرایط کشور،
✔ ورود به حوزههای جدید و در لبه دانش در حوزههای پژوهشی مهندسی زلزله،
✔ ایفای نقش و مشارکت در پروژه های ملی و حل مشکلات صنعتی کشور در حوزه مهندسی زلزله.
1- خطر زلزله
الف) در 20 سال گذشته: حدود 600 زلزله مهم با حدود 750 هزار کشته (در زلزله بم حدود 26 هزار کشته)
ب) 120 میلیون نفر مستقیما درگیر شدند که بیشتر آنها از قشرهای کم درآمدتر و یا متوسط بودهاند
ج) خسارت اقتصادی در دنیا حدود 700 میلیارد دلار (دو برابر کل درآمد ناخالص ملی ایران در یک سال)
د) احتمال تغییرات گسترده اجتماعی و مهاجرتهای جمعی پس از زلزله¬های شدید
ه) کشور ایران مانند بسیاری از نقاط دنیا (مثل ژاپن، آمریکا، نیوزیلند، ایتالیا، ترکیه و بسیاری از نقاط دیگر) به شدت لرزه خیز است.
2- تمرکز اصلی و حوزه مطالعه
الف) تحلیلهای دقیق برای شناسایی رفتار سازه¬ها در زلزله (تحلیلهای استاتیکی و دینامیکی غیر خطی)
ب) طراحی سازهها برای دستیابی به عملکرد مورد انتظار از آنها در زلزله (معروف به طراحی عملکردی سازهها (Performance-based design) : برای سازههای مهم قابلیت بهره برداری بدون وقفه، برای سازههای معمولی ایمنی جانی و برای سازههای کم اهمیت آستانه فروریزش)
پ) توسعه سیستمهای کنترل لرزهای سازه¬ها برای کاهش آسیب پذیری آنها (مانند انواع میراگرها (Damper)، جداسازی (Base Isolation)، میراگرهای جرمی تنظیم شونده (TMD)، میراگرهای سیال تنظیم شونده (TLD) و ... نیز سیستمهای کنترل فعال سازهها (Active Control))
ت) طراحی سیستمهای پایش سلامت سازهها (Health Monitoring System) و سیستمهای هشدار سریع (Early Warning System) از طریق نصب انواع حسگرها (Sensor) بر روی ساختمان (شناسایی ویژگیهای دینامیکی ساختمانهای موجود، پیدا کردن محل خرابی پس از زلزله، تعیین میزان و شدت خرابی)
ث) مقاوم سازی و بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود (ارتقاء کیفیت سازه برای افزایش ظرفیت تحمل بارهای لرزهای)
ح) شناخت و تحلیل خطر زلزله (معرفی زلزله طرح در هر محل) و نیز ارزیابی احتمالاتی ریسک مخاطرات لرزهای
چ) کمک به سیستم مدیریت بحران کشور و مدیریت شهری (برآورد تعداد ساختمانهای تخریب شده و تلفات و خسارات، مقدار آوار ناشی از تخریبها، برآورد وضعیت سازههای زیر ساختی مثل نیروگاهها، پالایشگاهها، سیستمهای حمل و نقل، سیستمهای انتقال سوخت و ... پس از زلزله) و ارتقاء تاب آوری سیستمها
3- نوع تحلیلها و ابزارهای مورد استفاده
الف) تمرکز بر تحلیل دینامیکی غیرخطی
ب) استفاده از رکوردهای زلزله واقعی
پ) به کارگیری روشهای طراحی بر اساس عملکرد
ت) استفاده از روشهای کلاسیک تحلیل ماتریسی، طراحی بتن و فولاد و نرمافزارهایی مانند SAP2000 و ETABS
ث) ابزارهای عددی پیشرفتهتر مانند نرم افزارهای OpenSeesو Perform-3D و نیز تحلیلهای احتمالاتی.
4- مسیر شغلی و تحقیقاتی
الف) شرکتهای طراحی و مشاوره طراحی لرزهای پلها، برجها و سازههای حساس و خاص
ب) دفاتر فنی، نظارت و اجرا
پ) سازمانهای مرتبط با مدیریت بحران
ت) شرکت در پروژههای مقاومسازی
ث) امکان ادامه تحصیل و کسب فرصتهای بورسیه در دانشگاههای معتبر دنیا
ج) پیوستن به مراکز تحقیقاتی داخلی و خارجی
چ) همکاری در تدوین آئیننامههای مرتبط
5- پیشنیازهای کمک کننده
• پایه ریاضی قوی (مخصوصاً معادلات دیفرانسیل و ریاضیات مهندسی)
• تسلط به دروس پایهای مانند: تحلیل سازهها (۱ و ۲)، مقاومت مصالح، مکانیک خاک، مهندسی زلزله، طراحی سازههای فولادی و بتنی
• آشنایی اولیه با مفاهیم آماری و احتمالات مهندسی
• آشنایی اولیه با نرمافزارهای طراحی مانند SAP2000، ETABS، SAFE
• قدرت تحلیل بالا و درک مفاهیم مکانیکی رفتار سازهها
• توانایی درک هندسه، دیاگرام نیروها و روابط بین اعضای سازهای
• دقت در مدلسازی و محاسبات عددی
• علاقهمندی به طراحی، بهینهسازی و اجرای پروژههای واقعی
6- تواناییها و مهارتهای قابل حصول
• توانایی کار با دادههای زلزله (رکوردهای شتابنگاری و طیف پاسخ) و تحلیل آنها
• مهارت در تحلیل دینامیکی و مدلسازی رفتار غیرخطی سازهها
• توانایی مدلسازیهای پیشرفته سازهها
• توانایی حل عددی مسائل پیچیده
• ذهن ساختار یافته و توانایی حل مسائل مهندسی واقعی
• آشنایی با نرمافزارهای تخصصی مانند OpenSees، Perform-3D، SeismoStruct
الف) تمرکز بر تحلیل دینامیکی غیرخطی
ب) استفاده از رکوردهای زلزله واقعی
پ) به کارگیری روشهای طراحی بر اساس عملکرد
ت) استفاده از روشهای کلاسیک تحلیل ماتریسی، طراحی بتن و فولاد و نرمافزارهایی مانند SAP2000 و ETABS
ث) ابزارهای عددی پیشرفتهتر مانند نرم افزارهای OpenSeesو Perform-3D و نیز تحلیلهای احتمالاتی.
4- مسیر شغلی و تحقیقاتی
الف) شرکتهای طراحی و مشاوره طراحی لرزهای پلها، برجها و سازههای حساس و خاص
ب) دفاتر فنی، نظارت و اجرا
پ) سازمانهای مرتبط با مدیریت بحران
ت) شرکت در پروژههای مقاومسازی
ث) امکان ادامه تحصیل و کسب فرصتهای بورسیه در دانشگاههای معتبر دنیا
ج) پیوستن به مراکز تحقیقاتی داخلی و خارجی
چ) همکاری در تدوین آئیننامههای مرتبط
5- پیشنیازهای کمک کننده
• پایه ریاضی قوی (مخصوصاً معادلات دیفرانسیل و ریاضیات مهندسی)
• تسلط به دروس پایهای مانند: تحلیل سازهها (۱ و ۲)، مقاومت مصالح، مکانیک خاک، مهندسی زلزله، طراحی سازههای فولادی و بتنی
• آشنایی اولیه با مفاهیم آماری و احتمالات مهندسی
• آشنایی اولیه با نرمافزارهای طراحی مانند SAP2000، ETABS، SAFE
• قدرت تحلیل بالا و درک مفاهیم مکانیکی رفتار سازهها
• توانایی درک هندسه، دیاگرام نیروها و روابط بین اعضای سازهای
• دقت در مدلسازی و محاسبات عددی
• علاقهمندی به طراحی، بهینهسازی و اجرای پروژههای واقعی
6- تواناییها و مهارتهای قابل حصول
• توانایی کار با دادههای زلزله (رکوردهای شتابنگاری و طیف پاسخ) و تحلیل آنها
• مهارت در تحلیل دینامیکی و مدلسازی رفتار غیرخطی سازهها
• توانایی مدلسازیهای پیشرفته سازهها
• توانایی حل عددی مسائل پیچیده
• ذهن ساختار یافته و توانایی حل مسائل مهندسی واقعی
• آشنایی با نرمافزارهای تخصصی مانند OpenSees، Perform-3D، SeismoStruct
در راستای نیل به اهداف تعریف شده، گروه مهندسی زلزله همواره تلاش نموده است تا در تمامی زیرحوزههای مربوط به این گرایش آموزشی فعالیت مجدانهای داشته باشد. از این رو، اعضای هیات علمی گروه در زمینههای مختلفی همچون لرزه شناسی مهندسی، طراحی لرزهای سازهها، مقاومسازه لرزهای، سیستمهای نوین کنترل ارتعاشات، مطالعات و شبیهسازیهای احتمالاتی، ارزیابی ریسک لرزهای و تابآوری لرزهای مشغول به فعالیتهای آموزشی-پژوهشی هستند. به عنوان نمونه طی سالیان اخیر دروس متعددی در مقطع تحصیلات تکمیلی توسط گروه مهندسی زلزله ارائه گردید که منجر به کیفیت بالای آن در قیاس با سایر گروههای مهندسی زلزله در سطح کشور شده است. برخی از این دروس عبارتاند از:
✔ قابلیت اعتماد سازه ها،
✔ پایش سلامت سازهها،
✔ تابآوری لرزهای،
✔ بهینهسازی،
✔ کنترل لرزهای سازهها،
✔ ارتعاشات تصادفی،
✔ اثر زلزله بر سازههای ویژه،
✔ کاربرد GIS در مهندسی زلزله،
✔ تحلیل خطر لرزهای
✔ آسیب پذیری و بهسازی لرزهای
✔ طراحی عملکردی سازهها
✔ تحلیل و طراحی غیر ارتجاعی سازهها
✔ دینامیک سازهها
✔ دینامیک خاک
✔ اصول طراحی لرزهای
✔ لرزه شناسی و مهندسی زلزله
✔ روشهای اجزا محدود
علاوه بر حوزه آموزش فوق، در حوزه پژوهشی نیز گروه زلزله دارای برخی آزمایشگاهها همچون آزمایشگاه سازه و آزمایشگاه پایش سلامت سازهها میباشد که طی سالیان گذشته منجر به تولید کارهای علمی ارزشمندی شده است.
گروه مهندسی زلزله دانشکده عمران دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی متشکل از 7 عضو هیات علمی فعال و 4 عضو بازنشسته است که دارای ترکیب علمی زیر میباشد:
💠 2 عضو هیات علمی با مرتبه استاد تمام،
💠 1 عضو هیات علمی با مرتبه دانشیار،
💠 4 عضو هیات علمی با مرتبه استادیار
✔ قابلیت اعتماد سازه ها،
✔ پایش سلامت سازهها،
✔ تابآوری لرزهای،
✔ بهینهسازی،
✔ کنترل لرزهای سازهها،
✔ ارتعاشات تصادفی،
✔ اثر زلزله بر سازههای ویژه،
✔ کاربرد GIS در مهندسی زلزله،
✔ تحلیل خطر لرزهای
✔ آسیب پذیری و بهسازی لرزهای
✔ طراحی عملکردی سازهها
✔ تحلیل و طراحی غیر ارتجاعی سازهها
✔ دینامیک سازهها
✔ دینامیک خاک
✔ اصول طراحی لرزهای
✔ لرزه شناسی و مهندسی زلزله
✔ روشهای اجزا محدود
علاوه بر حوزه آموزش فوق، در حوزه پژوهشی نیز گروه زلزله دارای برخی آزمایشگاهها همچون آزمایشگاه سازه و آزمایشگاه پایش سلامت سازهها میباشد که طی سالیان گذشته منجر به تولید کارهای علمی ارزشمندی شده است.
گروه مهندسی زلزله دانشکده عمران دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی متشکل از 7 عضو هیات علمی فعال و 4 عضو بازنشسته است که دارای ترکیب علمی زیر میباشد:
💠 2 عضو هیات علمی با مرتبه استاد تمام،
💠 1 عضو هیات علمی با مرتبه دانشیار،
💠 4 عضو هیات علمی با مرتبه استادیار
آخرین بهروزرسانی: