بررسی اثرات مفید و مخرب اندرکنش خاک و سازه با استناد به طیف خرابی

پاسخ سیستم سازه با وجود اندرکنش خاک و سازه تابعی از عوامل مانند ابعاد سازه، خصوصیات دینامیکی سازه، پروفیل خاک و خصوصیات زلزله اعمالی است. پاسخ سیستم های اندرکنشی تحت بارگذاری لرزه ای عموما به صورت غیرخطی می باشد. اگر چه رفتار غیرخطی خاک و وجود برکنش، انرژی زیادی را در سطح مشترک بین خاک و سازه مستهلک می سازد و اثری مفید برای در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه به شمار می آید، اما از طرفی ممکن است باعث تغییر شکل های ماندگار بیش از اندازه در سازه گردد و لذا این اثر مخرب نیز باید به صورت همزمان مدنظر قرار داده شود. در این مقاله به منظور بررسی اثرات مفید و مخرب اندرکنش خاک و سازه در حوزه رفتار غیرخطی خاک و سازه، مقایسه طیف خرابی سیستم با پای انعطاف پذیر و سیستم با پای ثابت بر اساس شاخص خرابی پارک و انگ برای سیستم های یک درجه آزادی ارائه می گردد. این سیستم های یک درجه آزادی دارای رفتار غیرخطی هستند که بر تیر با بستر غیر ارتجاعی وینکلر قرار دارند. طیف های خرابی برای چنین سیستم هایی با در نظر گرفتن سه زلزله ثبت شده بر خاک نرم و برای نسبت های مختلف لاغری در سازه، فرکانس بی بعد و شکل پذیری بدست می آیند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که اگرچه در بسیاری از سازه ها اندرکنش خاک و سازه اثری مفید در کاهش نیاز لرزه ای اعمالی به سازه دارد، اما در برخی از حالات نسبت سختی سازه به خاک، اندرکنش خاک و سازه خسارت لرزه ای اعمالی را در سازه های با پریود کم و روی خاک نرم افزایش می دهد.