پایان نامه ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی‌ارشد

در رشته مهندسی عمران – زلزله

زمستان1393

چکیده

زلزله های نزدیک گسل به دلیل داشتن حرکت پالس گونه با پریود بلند در ابتدای رکورد، اعمال نیروی ضربه ای بر سازه های موجود، نسبت بیشینه سرعت به بیشینه شتاب بالا و وجود بیشینه شتاب و سرعت و جابجایی بالاتر نسبت به زلزله های دور از گسل، تفاوت های حایز اهمیتی با زلزله های دور از گسل دارند.

در این مطالعه عملکرد قاب های خمشی فولادی در سازه های بلند در حوزه نزدیک گسل مورد ارزیابی قرار می گیرد. به دلیل کمبود داده های مربوط به زلزله نزدیک گسل و مرتفع ساختن این مشکل، از روشی جدید برای شبیه سازی زلزله حوزه نزدیک گسل با در نظر گرفتن محتوای فرکانسی استفاده می گردد. برای انجام تحلیل ها از سه سازه سه، نه و بیست طبقه دارای سیستم قاب خمشی فولادی  پروژه SAC، طراحی شده در لوس آنجلس استفاده می شود. تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی به جهت تعیین سطوح عملکرد و میزان تغییرشکل اعضای سازهای مورد مطالعه، تحت اثر زمین لرزه های حوزه نزدیک، بر روی مدل های طرح شده انجام می گردد. معیار های مختلف خسارت ازقبیل ماکزیمم تغییر مکان طبقات و تغییر مکان بام به عنوان پاسخ سیستم ها مورد ارزیابی قرار می گیرند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که مشخصات خاص زمین لرزه نزدیک گسل از قبیل اثر جهت داری و اثر تغییر مکان ماندگار، می تواند نیاز لرزه ای قابل توجهی در سازه های مهندسی نسبت به زمین لرزه عاری از پالس سرعت ایجاد نماید.

واژه های کلیدی:  زلزله حوزه نزدیک گسل، جهت داری، جابجایی مانگار، تحلیل تاریخچه زمانی

1                      فصل اول : کلیات

1-1    مقدمه

بررسی و تبیین ارتعاشات نیرومند زمین در دو شاخه مهندسی سازه (دیدگاه تحلیل رفتار سازه) و مهندسی زلزله (دیدگاه تحلیل رفتار زمین)، دارای اهمیت فراوان است. شایان توجه است که برای حداقل کردن خسارت حاصل از زلزله های بزرگ، نیازمندی به تدوین، تعمیم و گسترش دیدگاه های تحلیلی نسبت به ارتعاشات نیرومند زمین، بیش از پیش آشکار گردیده است.

زمین لرزه نزدیک گسل دارای مشخصات ویژه ای است که آن را از زمین لرزه حوزه دور از گسل متمایز می سازد. تجربه زلزله های گذشته نشان داده است که این مشخصات، اثرات قابل توجهی روی نیاز لرزه ای سازه ها وارد می نماید. به ویژه در رکوردهای سرعت زلزله های نزدیک گسل، عبارت از وجود سرعت های نموی بزرگ زمین، که در پی پالس های بلند مدت شتاب ایجاد می شود. نمودی از این اثرات به شکل ایجاد تغییر مکان های نوسانی بزرگ، که در رکورد تغییر مکان زمین نیز دیده می شود. وجود این مقادیر بزرگ در پارامتر های حرکات زمین در نزدیک گسل، مشخصه بارز رکوردهای زلزله ها نظیر زلزله نورتریج، زلزله کوبه، زلزله چی چی تایوان و برای زلزله های حوزه نزدیک گسل یا به بیان دیگر زلزله های با فاصله کم نسبت به گسل لرزه زا می باشند. با توجه به اینکه بسیاری از شهرهای بزرگ جهان از جمله کلان شهر تهران در معرض زمین لرزه نزدیک گسل قرار دارند، نیاز به شناخت خصوصیات زلزله نزدیک گسل و اثر آن بر سیستم های مهندسی بیش از پیش ضروری به نظر می رسد.

1-2    بیان مسئله

افزایش جمعیت شهرهای نزدیک به گسل های فعال (مانند تهران، تبریز، لوس آنجلس و توکیو)، احتمال وقوع زلزله ای با تلفات بسیار زیاد را در آینده نزدیک دوچندان می کند. این مسئله از این حقیقت ناشی می شود که زلزله نزدیک گسل[1] در مقایسه به زلزله دور از گسل، نیاز لرزه ای بزرگتری می تواند به سازه تحمیل  نماید و در نتیجه باعث وقوع خسارات زیادی در زلزله های گذشته شده است[1]. این مسئله نشان می دهد که بررسی رفتار لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل دارای اهمیت بسیاری می باشد.

برخی از مشخصاتی که زلزله نزدیک گسل را از زلزله دور از گسل متمایز می سازد عبارتند از اثر جهت داری[2] ، اثر جابجایی ماندگار[3]  زمانی که جهت پارگی گسل به سمت یک سایت به خصوص باشد و سرعت پارگی گسل نزدیک به سرعت انتشار امواج برشی باشد، در آن سایت اثر جهت داری مشاهده می شود. در این حالت سهم قابل توجهی از انرژی در یک بازه زمانی کوتاه به سایت منتقل می گردد[2]. مقدار زیاد انرژی وارده در بازه زمانی کوتاه، موجب بوجود آمدن یک پالس مجزا در تاریخچه زمانی سرعت زمین لرزه می گردد. این اثر اغلب در مولفه عمود بر گسل قابل مشاهده می باشد[3]. وجود این پالس باعث بزرگتر شدن معیار شدت طیف پاسخ (Sa) در پریودهای نزدیک به پریود پالس می گردد. بنابراین پاسخ سازه ها تحت زلزله دارای پالس، در مقایسه با زلزله دور از گسل متفاوت خواهد بود. گذشته خصوصیت فوق، نگاشت های ثبت شده در طی زلزله های نزدیک گسل اخیر همانند زمین لرزه کوکائلی[4] ترکیه (1999) و همچنین زلزله چی چی[5] تایوان (1999)،حاوی مقادیر بزرگی جابجایی دائمی زمین می باشند که به این پدیده جابجایی ماندگار گفته می شود. این تغییر شکل در طول زمان لغزش در راستای لغزش گسل رخ داده و بنابراین عموما در مولفه موازی گسل قابل مشاهده می باشد. به همین جهت در اکثر موارد با اثرات ناشی از جهت داری ترکیب نمی گردد[4].

پاسخ سازه های چند درجه آزاد تحت زلزله نزدیک گسل دارای مشخصات ویژه ای می باشد. بر خلاف پاسخ سازه تحت زمین لرزه معمولی، توزیع نیازها در ارتفاع سازه برای زلزله نزدیک گسل کاملا غیر یکنواخت می باشد[5]. این مشخصات ویژه برای پاسخ سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل، مطالعه رفتار سازه ها را تحت این زمین لرزه ها سزاوار موشکافی بیشتر می کند. توسعه دستورالعمل های طراحی برای سازه های نزدیک به چشمه های فعال لرزه ای، نیازمند درک و دیدگاهی درست و مناسب از پاسخ و عملکرد سازه ها تحت این قبیل زلزله ها می باشد.

یکی از مشکلاتی که در بررسی پاسخ لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل وجود دارد، این است که تعدادِ رکوردهای زمین لرزه کمی که دارای خصوصیات زلزله نزدیک گسل باشند، تا کنون به ثبت رسیده است. در مناطقی که اطلاعات زلزله های گذشته موجود نمی باشد، این مشکل مضاعف می باشد. یکی از راهکارهایی که برای این مناطق وجود دارد، استفاده از زمین لرزه مصنوعی می باشد. روش های زیادی برای تولید زمین لرزه مصنوعی برای یک منطقه به خصوص وجود دارد. به طور کلی می توان این روش ها را به روش های احتمالاتی و روش های تعینی تقسیم بندی نمود. روش های احتمالاتی به دو روش کلی چشمه نقطه ای[6] و چشمه گسترده[7] قابل تقسیم بندی می باشند[6]. از آنجایی که زلزله دور از گسل دارای ماهیت احتمالاتی می باشد، برای این گونه زلزله ها از روش های احتمالاتی استفاده می شود. زلزله های نزدیک گسل دارای ماهیتی متفاوت از زلزله دور از گسل می باشند و برای شبیه سازی این زمین لرزه ها از روش های تعینی استفاده می گردد. هیسادا و بیلاک[7] روش کارآمدی بر اساس مدل چشمه کینماتیکی ارائه دادند که به خوبی قادر است اثرات زلزله نزدیک گسل شامل اثرات جهت داری و جابجایی ماندگار را شبیه سازی کند. در این روش چشمه زلزله به صورت یک گسل سطحی مدل شده و مشخصات گسل و همچنین مشخصات لایه های مختلف خاک نیز مدل می شوند. در نهایت با حل توابع گرین، نگاشت زلزله در سایت مورد نظر قابل محاسبه می باشد.

در این مطالعه قصد داریم به بررسی پاسخ لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل بپردازیم. برای این منظور از زلزله تولید شده برای سایت به خصوص در نزدیک گسل استفاده می نماییم و پاسخ لرزه ای سازه را تحت این زلزله مورد بررسی قرار می دهیم. در نهایت به مقایسه پاسخ لرزه ای سازه تحت زلزله نزدیک گسل دارای پالس سرعت و همچنین زمین لرزه فاقد پالس می پردازیم.

1-3    فرضیه ها و سوالات تحقیق

فرضیات:

روش های شبیه سازی مبتنی بر مدل کینماتیکی چشمه، به خوبی قادر به تولید زمین لرزه نزدیک گسل می باشند.

•   زلزله نزدیک گسل دارای اثرات قابل توجهی روی عملکرد لرزه ای سازه ها می باشد.

سوالات:

•   آیا نیاز تغییر مکانی رکوردهای نزدیک گسل در مقایسه با نیاز تغییر مکانی رکوردهای دور از گسل بالا می باشد؟

•   آیا اثرات ناشی از زلزله های نزدیک گسل بر سازه ها و طراحی سازه های مقاوم در برابر این نوع حرکات، بدون شناخت کامل خصوصیات لرزه ای این پدیده و تفاوت آن با حرکت زمین در حوزه دور امکان پذیر است؟

1-4    اهداف تحقیق

در این مطالعه تلاش داریم پاسخ سازه های چند درجه آزاد را تحت زلزله نزدیک گسل مورد بررسی قرار دهیم. هدف کلی شناخت و بهبود درک خود از خصوصیات زلزله نزدیک گسل و اثر آن روی پاسخ لرزه ای سازه ها می باشد. بنابراین قادر خواهیم بود ارزیابی از وضع موجود آیین نامه های طراحی برای ارائه طرحی ایمن در مقابل زلزله نزدیک گسل انجام دهیم. در این مطالعه از زمین لرزه تولید شده به کمک روش های لرزه شناسی برای تولید زمین لرزه نزدیک گسل استفاده می شود. سپس این زلزله ها به عنوان تحریک ورودی به سازه اعمال می شوند و پاسخ لرزه ای سازه ها مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.

2   فصل دوم : ادبیات موضوعی

2-1    مقدمه

جنبش های ثبت شده در نزدیک گسل های فعال، به علت اثرات جهت پذیری پیشرونده و تغییرمکان ماندگار دارای ویژگیهای متفاوتی نسبت به جنبش های معمولی ثبت شده در فاصله دور از گسل می باشند. از جمله مهمترین خصوصیات متمایز این جنبش ها می توان به وجود پالس های پریود بلند در تاریخچه زمانی شتاب، سرعت و تغییرمکان، نسبت بزرگ حداکثر سرعت به حداکثر شتاب در تاریخچه زمانی، محتوای فرکانسی بالای نگاشت و مدت دوام کوتاه در مولفه عمود بر گسل نگاشت اشاره کرد. هریک از این ویژگی ها اثرات مختلفی بر روی سازه های مختلف دارند. همچنین در اینگونه زلزله ها، تجمع انرژی در یک بازه زمانی کوتاه و در یک پالس می تواند باعث حرکت ضربه مانند شود.

2-2    تاریخچه موضوع

هال[8] در دسامبر 1995 گزارش طولانی تحت عنوان مطالعه پارامتری پاسخ قاب های خمشی فولادی به زمین لرزه نزدیک گسل با سرمایه گذاری آژانس مدیریت بحران آمریکا FEMA)) ارائه کرد. بر اساس نتایج این تحقیق معلوم گردید که تنش غیر الاستیک عموما در تیرها ایجاد شده ولی به میزان قابل توجهی تسلیم در ستون ها اتفاق می افتد. همچنین نتایج مقادیر جابه جایی نسبی تحت رکوردهای مورد نظر برای هر دو قاب 6 و 20 طبقه حاکی از نیاز تغییر مکانی بالای سازه ها تحت رکوردهای نزدیک گسل در مقایسه با محدودیت آیین نامه های لرزه ای فعلی می باشد. همچنین در طی بررسی انجام شده در این تحقیق در خصوص تاثیر مولفه قائم این دسته از رکوردها معلوم گردید که مولفه های قائم در این حالت از اهمیت و تاثیر کمتری برخوردار است. در پایان نتیجه گیری نموده است که تاثیرات این دسته از زمین لرزه ها (رکوردهای نزدیک گسل) از تاثیرات زلزله های ارائه شده در آیین نامه ها بیشتر می باشد. لذا به منظور در نظر گرفتن تاثیرات رکوردهای نزدیک گسل در آیین نامه های لرزه ای، باید سطح نیروی طراحی آیین نامه ها برای زمین لرزه های نزدیک گسل افزایش یابند[8].

در دو دهه اخیر مطالعات متعددی درباره اثرات و ویژگی های متفاوت زلزله های حوزه نزدیک انجام شده است. برترو و همکاران رفتار ساختمان مرکز پزشکی Olive View را بعد از زلزله سال 1971 سان فرناندو مورد بررسی قرار داده و نشان دادند که این ساختمان به سبب یک پالس شدید متحمل آسیب گسترده ای گردیده است که آنها این پالس شدید را به عنوان یکی از ویژگی های زلزله های حوزه نزدیک شناسایی کردند[9]. هال و همکاران نشان دادند که پتانسیل خرابی زلزله های حوزه نزدیک بستگی به این موضوع دارد که چه مقدار تعییر مکان در زمین به علت پالس های سرعت ایحاد خواهد شد[10]. همچنین ایوان با رسم منحنی حداکثر تغییر مکان نسبی طبقه در مقابل پریود سازه، نشان داد که حتی برای سازه های الاستیک، اثرات حوزه نزدیک نمی تواند با ضرب کردن ضریب برش پایه آیین نامه ای در یک ضریبی به عنوان فاکتور اثر حوزه نزدیک، محاسبه گردد[11].

همچنین مطالعات نشان دادند که برای سازه های چند درجه آزاد، هنگامی که فرکانس سازه بسیار بزرگتر از فرکانس غالب پالس های سرعت باشد، استفاده از فرکانس اصلی سازه به تنهایی برای تعیین پاسخ سازه کفایت نمی کند[12, 13]. نیازهای پاسخ غیرخطی زلزله های حوزه نزدیک از زلزله های حوزه دور بزرگتر می باشد. در بعضی موارد، استفاده از روش هایی نظیر جذر مجموع مربعات[8] و مجموع قدر مطلق مقادیر[9] برای پیش بینی پاسخ غیرخطی سازه ها ممکن است باعث نتایج غیرمحافظه کارانه شود[14, 15]. بنابراین، تنها، اصلاح طیف پاسخ طراحی در آیین نامه های طراحی لرزه ای سازه ها برای در نظر گرفتن اثرات زلزله های حوزه نزدیک کافی نمی باشد، زیرا آنها قادر به در نظر گرفتن افزایش پاسخ غیرالاستیک نمی باشند. در سازه های با شکل پذیری یکسان، زلزله های حوزه نزدیک نسبت به زلزله های حوزه دور ضریب کاهش مقاومت کوچکتری در ناحیه حساس به شتاب دارند. هرچند، شکل طیف ضریب کاهش مقاومت برای هر دو نوع زلزله در نواحی طیفی متناظر، شبیه یکدیگر می باشد. این موضوع ناشی از تفاوت موجود در Tc (فرکانسی که ناحیه حساس به شتاب را از ناحیه حساس به سرعت جدا می کند ) در زلزله های حوزه نزدیک نسبت به زلزله های حوزه دور می باشد[16, 17]. فان و همکاران نشان دادند که پالس های دامنه بلند سرعت ناشی از پدیده جهت پذیری، سبب رفتار شلاقی ستون های بتن مسلح یک پل شده و باعث ایجاد تغییرمکان پسماند بزرگ در یک جهت می گردد[18]. همچنین لیو و همکاران نشان دادند که نسبت حداکثر سرعت به حداکثر شتاب مطلق در تاریخچه زمانی نگاشت و نیز مقدار انرژی زمین لرزه در نگاشت های حوزه نزدیک، دو پارامتر کلیدی می باشند که پاسخ پل دارای جداگر لرزه ای و بدون جداگر لرزه ای را کنترل می نمایند[19]. همچنین در مورد اثرات ساختگاهی بررسی های انجام شده نشان می دهدکه بطور کلی، ویژگی های جنبش های ثبت شده در خاک تابعی از ویژگی های مقطع خاک (مشخصات دینامیکی خاک، وضعیت هندسی لایه ها و عمق سنگ بستر ) و محرک ورودی (شدت و فرکانس پالس) می باشد. دامنه پالس در خاک به غیر از پالس های ورودی با شدت های بالا و فرکانس کوتاه، بلند تر از دامنه پالس در سنگ می باشد. فرکانس پالس نیز در خاک بزرگتر و یا حداقل برابر با فرکانس پالس ورودی می شود . سختی خاک نیز دامنه و فرکانس پالس ورودی را تغییر می دهد[20].

راچ و اسمولکا [21] با بررسی زمین لرزه نورتریج کالیفرنیا و کوبه ژاپن خسارت بوجود آمده تحت اثر این زمین لرزه ها، عامل تاثیر نزدیکی به گسل و قرار گیری ساختمان ها در مسیر گسیختگی گسل را مورد مطالعه قرار دادند.

به دلیل نیاز لرزه ای بالای زلزله های نزدیک گسل، سازه هایی که بر طبق نیروهای پایه معمولی ارائه شده در آیین نامه های لرزه ای فعلی طراحی شده اند به هیچ وجه نمی توانند تامین کننده اثرات نزدیک گسل باشند. لذا لزوم بررسی و شناخت رکوردهای نزدیک گسل و گنجاندن تاثیرات این رکوردها در آیین نامه های لرزه ای و بهبود ظرفیت سازه ها برای نیازهای بالای لرزه ای حاصل از زمین لرزه های حوزه نزدیک موضوع تحقیقات دهه اخیر بوده است. در این راستا، آیین نامه UBC97 [22]تاثیرات رکوردهای زلزله نزدیک گسل را با ارائه یک سری ضرایب بزرگنمایی در نواحی نزدیک گسل در روابط مربوط به روش استاتیکی معادل و طیف طرح آیین نامه اعمال نموده و ضرورت دارد در دیگر آیین نامه های لرزه ای نیز با انجام تحقیقات وسیع تری تاثیرات این گونه زلزله ها گنجانده شود.

در آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله ایران ( استاندارد 2800 ویرایش سوم) در مورد زمین لرزه های نزدیک گسل هیچگونه تمهیداتی در نظر گرفته نشده است و تنها به بیان جمله «به طور کلی باید از احداث ساختمان در مجاورت گسل های فعال و محل هایی که احتمال بوجود آمدن شکستگی در سطح زمین در هنگام زلزله وجود دارد، اجتناب شود. در مواردی که احداث ساختمان ها در چنین مکان هایی اجتناب ناپذیر باشد، علاوه بر رعایت این آیین نامه باید تمهیدات ویژه ای که کارشناسان مشخص می کنند منظور شود.» اکتفا می کند. در کشور ایران شهرهای زیادی از جمله تهران، آستارا، اردبیل، بم،  مهاباد و ... بر روی گسل واقع شده اند و همچنین شهرهایی نظیر آمل، بجنورد، تبریز، خوی و ... فاصله ای کمتر از 20 کیلومتر تا گسل دارند که نزدیک به 70 درصد این شهرها سابقه لرزه خیزی با بزرگی بیشتر از 6 ریشتر را داشته اند. تنها با تکیه بر همین مسائل ضرورت تحقیقات بیشتر در این زمینه قابل توجیه و پراهمیت می باشد.

منابع

Shahi, S. K. (2013) A probabilistic framework to include the effects of near-fault directivity in seismic hazard assessment. (Stanford University).

Somerville, P. G., Smith, N. F., Graves, R. W., & Abrahamson, N. A. (1997) Modification of empirical strong ground motion attenuation relations to include the amplitude and duration effects of rupture directivity. Seismological Research Letters 68(1):199-222.

Abrahamson, N. A. (2000) Effects of rupture directivity on probabilistic seismic hazard analysis. Proceedings of the 6th International Conference on Seismic Zonation, (Palm Springs CA), pp 151-156.

Somerville, P. (1997) Engineering characteristics of near fault ground motion. SMIP97 Seminar on Utilization of Strong-Motion Data.

Alavi, B. & Krawinkler, H. (2001) Effects of near-fault ground motions on frame structures (John A. Blume Earthquake Engineering Center).

Zhang, X., Hu, J., Xie, L., & Wang, H. (2006) Kinematic source model for simulation of near-fault ground motion field using explicit finite element method. Earthquake Engineering and Engineering Vibration 5:19-28.

Hisada, Y. & Bielak, J. (2003) A theoretical method for computing near-fault ground motions in layered half-spaces considering static offset due to surface faulting, with a physical interpretation of fling step and rupture directivity. Bulletin of the Seismological Society of America 93(3):1154-1168.

Hall, J. F. (1995) Parameter study of the response of moment-resisting steel frame buildings to near-source ground motions.

Bertero, V. V., Mahin, S. A., & Herrera, R. A. (1978) Aseismic design implications of near‐fault San Fernando earthquake records. Earthquake engineering & structural dynamics 6(1):31-42.

Hall, J. F., Heaton, T. H., Halling, M. W., & Wald, D. J. (1995) Near-source ground motion and its effects on flexible buildings. Earthquake spectra 11(4):569-605.

Iwan, W. (1997) Drift spectrum: measure of demand for earthquake ground motions. Journal of structural engineering 123(4):397-404.

Huang, C.-T. (2003) Considerations of multimode structural response for near-field earthquakes. Journal of engineering mechanics 129(4):458-467.

Roberts, M. W. & Lutes, L. D. (2003) Potential for structural failure in the seismic near field. Journal of engineering mechanics 129(8):927-934.

Baez, J. I. & Miranda, E. (2000) Amplification factors to estimate inelastic displacement demands for the design of structures in the near field. Proceedings of the 12th World Conference on Earthquake Engineering.

MacRae, G. A. & Mattheis, J. (2000) Three-dimensional steel building response to near-fault motions. Journal of Structural Engineering 126(1):117-126.

Mavroeidis, G. P. (2004) Modeling and simulation of near-fault strong ground motions for earthquake engineering applications.

Chopra, A. K. & Chintanapakdee, C. (2001) Comparing response of SDF systems to near‐fault and far‐fault earthquake motions in the context of spectral regions. Earthquake engineering & structural dynamics 30(12):1769-1789.

Phan, V., Saiidi, M. S., Anderson, J., & Ghasemi, H. (2007) Near-fault ground motion effects on reinforced concrete bridge columns. Journal of structural engineering 133(7):982-989.

Liao, W.-I., Loh, C.-H., & Lee, B.-H. (2004) Comparison of dynamic response of isolated and non-isolated continuous girder bridges subjected to near-fault ground motions. Engineering Structures 26(14):2173-2183.

Rodriguez-Marek, A. & Bray, J. D. (2006) Seismic site response for near-fault forward directivity ground motions. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering 132(12):1611-1620.

Smolka, a. & Rauch, e. (1996) The earthquakes of northridge 1994 and kobe 1995-lessons for risk assess-ment and loss prevention with special reference to earthquake insurance.

Code, U. B. (1997) UBC-97. American Association of Building Officials, Whittier, CA.

Liao, W. I., Loh, C. H., & Wan, S. (2001) Earthquake responses of RC moment frames subjected to near‐fault ground motions. The Structural Design of Tall Buildings 10(3):219-229.

Choi, I., Kim, M. K., Choun, Y., & Seo, J. (2005) Shaking table test of steel frame structures subjected to scenario earthquakes. Nuclear Engineering and Technology 37(2):191.

Council, B. S. S. & Council, A. T. (1997) NEHRP guidelines for the seismic rehabilitation of buildings (Federal Emergency Management Agency).

Foutch, D. A. & Yun, S.-Y. (2002) Modeling of steel moment frames for seismic loads. Journal of Constructional Steel Research 58(5):529-564.

Hall, J. F. (1997) Seismic response of steel frame buildings to near-fault ground motions. in A report of the California Institute of Technology (Pasadena, California), pp Report No.EERL 97-05.

Somerville, P. & Graves, R. (1993) Conditions that give rise to unusually large long period ground motions. The structural design of tall buildings 2(3):211-232.

Kalkan, E. & Kunnath, S. K. (2006) Effects of fling step and forward directivity on seismic response of buildings. Earthquake Spectra 22(2):367-390.

Iervolino, I. & Cornell, C. A. (2008) Probability of occurrence of velocity pulses in near-source ground motions. Bulletin of the Seismological Society of America 98(5):2262-2277.

Singh, J. P. (1985) Earthquake Ground Motions: Implications for Designing Structures and Reconciling Structural Damage. Earthquake Spectra 1(2):239-270.

Alavi, B. & Krawinkler, H. (2004) Strengthening of moment‐resisting frame structures against near‐fault ground motion effects. Earthquake engineering & structural dynamics 33(6):707-722.

Benioff, H. (1955) Mechanism and strain characteristics of the White Wolf fault as indicated by the aftershock sequence. Calif. Div. Mines Bull 171:199-202.

Bommer, J. J. & Acevedo, A. B. (2004) The use of real earthquake accelerograms as input to dynamic analysis. Journal of Earthquake Engineering 8(S1):43-91.

Iervolino, I. & Cornell, C. A. (2005) Record selection for nonlinear seismic analysis of structures. Earthquake Spectra 21(3):685-713.

Shakal, A., Haddadi, H., & Huang, M. (2006) Note on the very-high-acceleration fault zone 16 record from the 2004 Parkfield earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America 96(4B):S119-S128.

Archuleta, R. J. & Hartzell, S. H. (1981) Effects of fault finiteness on near-source ground motion. Bulletin of the Seismological Society of America 71(4):939-957.

Rezaeian, S. & Der Kiureghian, A. (2010) Simulation of synthetic ground motions for specified earthquake and site characteristics. Earthquake Engineering & Structural Dynamics 39(10):1155-1180.

Das, S. & Kostrov, B. (1988) An investigation of the complexity of the earthquake source time function using dynamic faulting models. Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978–2012) 93(B7):8035-8050.

Scholz, C. H. (2002) The mechanics of earthquakes and faulting (Cambridge university press).

Boore, D. M. (1983) Stochastic simulation of high-frequency ground motions based on seismological models of the radiated spectra. Bulletin of the Seismological Society of America 73(6A):1865-1894.

Beresnev, I. A. & Atkinson, G. M. (1997) Modeling finite-fault radiation from the ωn spectrum. Bulletin of the Seismological Society of America 87(1):67-84.

Beresnev, I. A. & Atkinson, G. M. (2002) Source parameters of earthquakes in eastern and western North America based on finite-fault modeling. Bulletin of the Seismological Society of America 92(2):695-710.

IRIKURA, K. (1983) Semi-Empirical Estimation of Strong Ground Motions During Large Earthquakes. Bulletin of the Disaster Prevention Research Institute 33(2):63-104.

Wennerberg, L. (1990) Stochastic summation of empirical Green's functions. Bulletin of the Seismological Society of America 80(6A):1418-1432.

Hutchings, L. (1988) Modeling strong earthquake ground motion with an earthquake simulation program EMPSYN that utilizes empirical Green's functions. Lawrence Livermore National Laboratory, UCRL-ID105890.

Bouchon, M. & Aki, K. (1977) Discrete wave-number representation of seismic-source wave fields. Bulletin of the Seismological Society of America 67(2):259-277.

Spudich, P. & Archuleta, R. J. (1987) Techniques for earthquake groundmotion calculation with applications to source parameterization of finite faults. Seismic strong motion synthetics 37:205-265.

Martin Mai, P. & Beroza, G. (2003) A hybrid method for calculating near-source, broadband seismograms: Application to strong motion prediction. Physics of the Earth and Planetary Interiors 137(1):183-199.

Nicknam, A. & Eslamian, Y. (2010) A hybrid method for simulating near-source, broadband seismograms: Application to the 2003 Bam earthquake (Mw 6.5). Tectonophysics 487(1):46-58.

Hartzell, S. H. (1978) Earthquake aftershocks as Green's functions. Geophysical Research Letters 5(1):1-4

Brune, J. N. (1970) Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes. Journal of geophysical research 75(26):4997-5009.

Estevão, J. M. C. & Oliveira, C. S. (2008) Stochastic ground motion simulation with geological site effects in damage assessment. International Seminar on Seismic Risk and Rehabilitation of Stone Masonry Housing, Horta, Faial, pp 61-64.

Aki, K. & Richards, P. G. (2002) Quantitative seismology.

Toro, G. R., Abrahamson, N. A., & Schneider, J. F. (1997) Model of strong ground motions from earthquakes in central and eastern North America: best estimates and uncertainties. Seismological Research Letters 68(1):41-57.

Abrahamson, N., Somerville, P., & Cornell, C. A. (1990) Uncertainty in numerical strong motion predictions. Proc. of the Fourth US National Conference on Earthquake Engineering, pp 407-416.

Somerville, P., et al. (1999) Characterizing crustal earthquake slip models for the prediction of strong ground motion. Seismological Research Letters 70(1):59-80.

Wang, H. (2004) Finite fault source model for predicting near-field strong ground motion. (Doctoral dissertation).

Wang, H. & Tao, X. (2005) Characterizing Shallow Earthquake Asperity Model for Predicting Near Field Strong Ground Motion. Journal of Harbin institute of Technology 37(11):1533-1539.

Herrero, A. & Bernard, P. (1994) A kinematic self-similar rupture process for earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America 84(4):1216-1228.

Gallovič, F. & Brokešová, J. (2004) On strong ground motion synthesis with k− 2 slip distributions. Journal of Seismology 8(2):211-224.

Chopra, A. K. & Goel, R. K. (2002) A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings. Earthquake Engineering & Structural Dynamics 31(3):561-582.

Chopra, A. K. (1995) Dynamics of structures (Prentice Hall New Jersey).

Paz, M. (1997) Structural dynamics: theory and computation (Springer).

SeismoStruct (2010) SeismoStruct, Software applications for analysis of structures subjected to seismic actions. SeismoSoft Ltd., Pavia, Italy, V. 4.1.0.

Shahi, S. K. & Baker, J. W. (2014) An efficient algorithm to identify strong velocity pulses in multi-component ground motions. Bulletin of the Seismological Society of America 104(5):2456–2466.

Baker, J. W. (2007) Quantitative classification of near-fault ground motions using wavelet analysis. Bulletin of the Seismological Society of America 97(5):1486-1501.

Iwan, W. D., Moser, M. A., & Peng, C.-Y. (1985) Some observations on strong-motion earthquake measurement using a digital accelerograph. Bulletin of the Seismological Society of America 75(5):1225-1246.

Campbell, K. W. & Bozorgnia, Y. (2008) NGA ground motion model for the geometric mean horizontal component of PGA, PGV, PGD and 5% damped linear elastic response spectra for periods ranging from 0.01 to 10 s. Earthquake Spectra 24(1):139-171.