تحلیل اندرکنش دینامیکی خاک-سازه با در نظر گیری رفتار ارتجاعی خمیری خاک

در حالت کلی، پاسخ دینامیکی سازه متأثر از حرکت لایه های خاک زیرین و از طرف دیگر، پاسخ یا رفتار تنش-تغییر شکل لایه های خاک زیرین، تحت تأثیر حرکت سازه است. این پدیده اصطلاحاً به اندرکنش خاک-سازه مشهور است. با توجه به عوامل مختلفی چون مشخصات مکانیکی زمین، اثرات اندرکنش خاک-سازه با اهمیت یا قابل صرف نظر کردن است. در خاکهای سست، این اثرات از اهمیت قابل توجهی برخوردار است که منجر به تغییر در نیروهای داخلی اجزاء سازه، نسبت به حالتی که از اثر اندرکنش صرف نظر می شود، خواهد شد. در این خصوص، مطالعات گسترده ای در ادبیات فنی موجود است که تفاوت اساسی آنها در چگونگی ایده آل سازی هندسی و رفتاری خاک زیرین است. در روش مستقیم، مجموعه سازه، پی و خاک، با اعمال شرایط مرزی مناسب با هم مدل می شوند و برای سازه و خاک می توان قانون رفتاری متناسب اختیار نمود. استفاده از روش مستقیم، مستلزم داشتن یک کد اجزاء محدود کامل است که قادر باشد همزمان اثرات سازه و خاک را با قوانین رفتاری مربوطه تحقیق کند. واقعیت آن است که چنین کدی در حال حاضر کمتر یافت می شود. بنابراین در مطالعه حاضر برای غلبه بر این مشکل، از تقابل دو کد sapو flac3d استفاده شده است. سپس بازتابهای اجزاء سازه ناشی از اندرکنش دینامیکی خاک-سازه با بازتابهای اجزاء سازه بدون درنظرگیری اندرکنش دینامیکی خاک-سازه مقایسه شده است. به منظور تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی، از شتاب زلزله بم استفاده شده است. سازه مورد استفاده در تحلیل، یک ساختمان پانزده طبقه فولادی است. پی با استفاده از المان سازه ای لاینر، بر روی خاک ماسه ای با عمقهای 5، 10 و 15 متر در کد flac3d مدلسازی شده است. مدل رفتاری مورد استفاده برای محیط خاکی، مدل فین است. تیپ خاک iو iii آیین نامه 2800 انتخاب شده است. نتایج نشان داد که تحلیل اندرکنش خاک-سازه باعث افزایش بازتابهای بعضی از اجزاء سازه می شود، که در خاک تیپ iii این اثرات قابل توجه است ولی در خاک تیپ i ناچیز است و می توان از آنها صرف-نظر کرد. افزایش بازتابهای اجزاء سازه، از طبقات پایین سازه به طبقات بالا کاهش می یابد. با افزایش عمق خاک، اثرهای اندرکنش خاک-سازه بیشتر می شود.