مسعود خلیقی

طراحی لرزه‌ای مبتنی بر عملکرد یکی از رویکردهای پیشرفته در مهندسی زلزله است که برای پیش‌بینی دقیق پاسخ سازه‌ها نیازمند مدل‌های احتمالاتی معتبر می‌باشد. در این چارچوب، مدل تقاضای لرزه‌ای نقشی کلیدی ایفا می‌کند و انتخاب شاخص شدت مناسب می‌تواند دقت ارزیابی عملکرد و کاهش عدم‌قطعیت را به‌طور معناداری افزایش دهد. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که شاخص‌های شدت برداری با پوشش بهتر ویژگی‌های حرکات زمین، نسبت به شاخص‌های اسکالر، قابلیت بالاتری در کاهش پراکندگی پاسخ دارند. در این پژوهش، رویکردی نوآورانه مبتنی بر نظریه اطلاعات برای انتخاب مؤثرترین شاخص شدت برداری توسعه یافته است. این روش با بهره‌گیری از معیارهای اطلاعات متقابل (MI) و اطلاعات متقابل شرطی (CMI)، مؤلفه‌هایی را شناسایی می‌کند که بیشترین اطلاعات منحصربه‌فرد درباره پاسخ سازه انتقال داده و در عین حال هم‌پوشانی اطلاعاتی کمتری دارند. بدین ترتیب، چارچوب پیشنهادی بر کاهش پیچیدگی مدل و افزایش تعمیم‌پذیری در مواجهه با داده‌های جدید تمرکز دارد. برای آزمودن روش، دو سازه بتن‌آرمه چهار و هشت طبقه تحت تحلیل‌های غیرخطی تاریخچه زمانی قرار گرفتند. پاسخ سازه‌ها در برابر ۶۰ رکورد زلزله از پایگاه داده PEER NGA بررسی شد. نتایج انتخاب نشان داد که شاخص Sa(T1) به‌عنوان مؤلفه اصلی به دلیل بیشترین ارتباط با پاسخ، و شاخص NSA به‌عنوان مؤلفه دوم به دلیل اطلاعات مکمل و کفایت آماری، ترکیب بهینه را تشکیل می‌دهند. این زوج، با پوشش هم‌زمان مود اول ارتعاشی و ویژگی‌های زمانی–طیفی، بیشترین توان پیش‌بینی را ارائه دادند. نتایج آماری شامل بیشترین R² و F و کمترین RMSE و p-value نیز برتری این ترکیب را تأیید کرد. برای نشان دادن کاربردپذیری روش، تحلیل بر روی ۷۰ رکورد زلزله دارای اثر پالس نیز انجام شد. در این حالت، از میان ۳۲ شاخص شدت، شاخص‌های آریاس و معیار مشخصه به‌عنوان ترکیب بهینه شناسایی شدند. پایداری این انتخاب حتی با کاهش تعداد رکوردها به ۶۰ و ۵۰ و 40 نیز حفظ گردید که نشان‌دهنده قابلیت اعتماد روش پیشنهادی در برابر کمبود داده است. در مجموع، یافته‌ها نشان می‌دهند که رویکرد مبتنی بر اطلاعات متقابل در هر دو نوع رکورد پالس‌گونه و بدون پالس قادر است ترکیب شاخص‌هایی با بیشترین اطلاعات و کمترین افزونگی را شناسایی کند. این ویژگی، زمینه‌ساز توسعه سامانه‌های تصمیم‌یار در طراحی مقاوم لرزه‌ای و ارزیابی عملکرد لرزه‌ای بوده و می‌تواند در بهبود دقت تحلیل‌های عملکردی و ارتقاء قابلیت اطمینان طراحی نقش‌آفرین باشد.