بررسی حرکت گهواره‌ای در ساختمان‌های بتنی دارای سیستم دوگانه قاب خمشی با دیوار برشی

معمولا در طراحی ساختمان‌ها، فونداسیون به صورت صلب فرض می‌شود و نوع خاک و تاثیری که می‌تواند بر انعطاف‌پذیری شالوده داشته باشد، به صورت مستقیم در مدلسازی‌ها اعمال نمی‌شود. این در حالیست که در نظر گرفتن اندرکنش بین خاک و سازه می‌تواند پاسخ سازه را تحت تاثیر قرار دهد. از سویی امروزه دیوارهای برشی به صورت گسترده‌ای در ساختمانهای بتنی بکار برده می‌شوند. هنگامی که این دیوارها تحت تأثیر زلزله‌های شدید قرار می‌گیرند، بلند شدگی و حرکات نوسانی را می‌‌توان در پایه این سیستم‌ها مشاهده کرد. در نتیجه، شالوده این سیستم‌ها تحت شرایط خاصی از روی زمین بلند میشود. در این مطالعه به بررسی شرایط تکیه‌گاهی پای ستون‌ها و دیوارهای برشی در ساختمان‌های بتنی دارای سیستم دوگانه قاب خمشی با دیوار برشی پرداخته شده است. برای این منظور در ابتدا یک ساختمان بتنی 8 طبقه با سیستم باربر جانبی دوگانه قاب خمشی با دیوار برشی مطابق با مقررات ملی ساختمان ایران و با استفاده از نرم افزار SAP2000 تحلیل و طراحی شد. در مرحله بعد، قاب بیرونی سازه با استفاده از روش اجزاء محدود و نرم افزار ABAQUS تحت دو شرایط مرزی مختلف شبیه‌سازی شد. در حالت اول اثر شالوده به صورت صلب و در حالت دوم اثر شالوده با امکان بلند شدگی (ایجاد حرکت گهواره‌ای) ارزیابی شد. برای در نظر گرفتن امکان بلند شدن فونداسیون و غیرخطی شدن موضعی خاک (حرکت گهواره‌ای)، در زیر دیوارهای برشی و ستون‌های سازه، فنرهایی متناسب با نوع خاک و به کمک مقادیر سختی ارائه شده توسط باولز تعریف شدند. متغیرها به ترتیب شامل نوع شرایط مرزی، مقاومت بتن (بتن با رده‌های C21، C40 و C60) و نوع خاک زیر شالوده (خاک رسی، ماسه‌ای سست و ماسه‌ای متراکم) بودند. نتایج حاصل نشان داد که در نظرگیری امکان بلند شدن سازه با حرکت گهواره‌ای، بستگی به مشخصات خاک زیر شالوده دارد؛ به طوری که نوع خاک می‌تواند نقش تاثیرگذاری بر تنش، تغییرمکان جانبی سازه و برش پایه سازه داشته باشد. همچنین در قاب‌هایی که شرایط مرزی پای ستون‌ها به صورت انعطاف‌پذیر در نظر گرفته شد، تغییر در نوع خاک سبب گردید بیشینه تغییرات تنشِ ایجاد شده در قاب حدوداً به میزان 60 درصد برسد.