منحنی شکنندگی، تابعی احتمالاتی است که احتمال رسیدن یا تجاوز یک سازه یا جزء از یک حالت خسارت مشخص را بهعنوان تابعی از یک سنجه شدت حرکت زمین ارائه میدهد. این ابزار بنیادی در مهندسی زلزله مبتنی بر عملکرد و ارزیابی خطر لرزهای است.
منحنی شکنندگی، رابطهای احتمالاتی میان یک سنجه شدت حرکت زمین (IM) — معمولاً شتاب طیفی در دوره تناوب بنیادی سازه، Sa(T₁) یا شتاب اوج زمین (PGA) — و احتمال رسیدن یا تجاوز یک سازه، جزء یا سامانه از یک حالت خسارت مشخص است. این منحنی معمولاً بهصورت تابع توزیع تجمعی لوگنرمال بیان میشود که با دو پارامتر تعریف میشود: ظرفیت میانه (مقدار IM که در آن احتمال ۵۰٪ تجاوز از حالت خسارت وجود دارد) و پراکندگی (سنجهای از عدم قطعیت در ظرفیت که اغلب با β نشان داده میشود). منحنیهای شکنندگی از دادههای تجربی (بررسیهای خسارت پس از زلزله)، مدلهای تحلیلی (تحلیل تاریخچه پاسخ غیرخطی با حرکات زمین متعدد)، قضاوت کارشناسی یا ترکیبی از این رویکردها توسعه مییابند.
منحنیهای شکنندگی محوری در مهندسی زلزله مدرن مبتنی بر عملکرد (PBEE) هستند. در چارچوب PEER PBEE، عملکرد لرزهای یک سازه از طریق فرایند چهارمرحلهای محاسبه میشود: تحلیل خطر (تعریف توزیع IM)، تحلیل سازهای (محاسبه پارامترهای تقاضای مهندسی، EDPها، نظیر دریفت یا شتاب)، تحلیل خسارت (استفاده از منحنیهای شکنندگی برای تبدیل EDPها به حالتهای خسارت) و تحلیل زیان (تبدیل حالتهای خسارت به هزینه تعمیر، زمان توقف و تلفات جانی). منحنی شکنندگی پل میان پاسخ سازه و خسارت است — آسیبپذیری فیزیکی جزء یا سامانه را بهصورت احتمالاتی رمزگذاری میکند. منحنیهای شکنندگی معمولاً برای چندین حالت خسارت — جزئی، متوسط، گسترده و کامل — تعریف میشوند که توصیف احتمالاتی کامل خسارت را میسر میسازد.
منحنیهای شکنندگی از طریق چندین روش توسعه مییابند که هرکدام مفروضات و محدودیتهای خاص خود را دارند. منحنیهای شکنندگی تجربی از خسارت مشاهدهشده در زلزلههای گذشته با استفاده از رگرسیون آماری بر دادههای بررسی خسارت استخراج میشوند. این منحنیها مزیت بازتاب عملکرد دنیای واقعی، شامل کیفیت ساخت و اثرات فرسودگی را دارند اما به مشخصات زلزله و انواع ساختمانهای موجود در دادههای در دسترس محدودند. منحنیهای شکنندگی تحلیلی از تحلیلهای تاریخچه پاسخ غیرخطی مدلهای سازهای نماینده تحت مجموعههایی از حرکات زمین توسعه مییابند. این منحنیها امکان بررسی سیستماتیک عدم قطعیت پارامترها را فراهم میآورند اما به دقت مدلهای تحلیلی و انتخاب حرکت زمین بستگی دارند. منحنیهای شکنندگی قضاوت کارشناسی — نظیر آنهایی که در HAZUS و GEM وجود دارند — بر قضاوت جمعی مهندسان مبتنیاند و برای ارزیابی خطر منطقهای در جایی که دادههای تجربی در دسترس نیست استفاده میشوند. در ایران، منحنیهای شکنندگی برای انواع ساختمان رایج — از جمله بنایی، قاب خمشی فولادی و قاب بتن مسلح — توسعه یافتهاند و در ارزیابی خطر لرزهای و اولویتبندی بهسازی در مقیاس ساختمان و منطقهای به کار میروند. دقت منحنیهای شکنندگی با سادهسازیهای اجتنابناپذیر در مدلها و عدم قطعیت در تعاریف حالت خسارت محدود میشود؛ تفسیر آنها نیازمند درک این محدودیتها است.