تحلیل لرزه ای سازه ها با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه

با گسترش تکنولوژی و شهرنشینی، پروژه های گسترده و وسیعی طراحی و اجرا می شوند که بعضی از این پروژه ها باید در شرایط نامطلوب ژئوتکنیکی اجرا شوند. بر اساس تحقیقات انجام شده، در سازه هایی که تحت تاثیر زلزله قرار گرفته اند علاوه بر نیروهای دینامیکی وارده و تنشهای ناشی از آن در سازه، پارامتر زمین و خاک به عبارت بهتر رفتار متقابل خاک و سازه، نقش انکار ناپذیری بر عهده دارد و رفتار سیستم را به مقدار قابل توجهی تحت تاثیر قرار می دهد. این امر باعث گردیده که این موضوع از دو دهه اخیر مورد توجه محققین زیادی قرار گیرد. تحلیل عکس العمل دینامیکی سازه هایی که تحت بارهای بلقوه زلزله در پایه خود قرار دارند یکی از وظایف مهندس زلزله است. برای سازه های متکی بر خاک انعطاف پذیر حرکت پایه معمولا با حرکت میدان آزاد اختلاف دارد. این اختلاف ممکن است شامل یک مولفه حرکت گهواره ای مهم بعلاوه یک مولفه انتقالی یا جابجایی نسبت به زمین باشد که مولفه حرکت گهواره ای بویژه می تواند برای سازهای بلند مهم باشد. یک سازه با تکیه گاه صلب، با یک سازه با تکیه گاه انعطاف پذیر از این لحاظ اختلاف دارد که ممکن است یک قسمت اصلی انرژی ارتعاشی به وسیله تشعشع امواج و نیز به وسیله عمل هیسترزیس در خاک در تکیه گاه انعطاف پذیر تلف و مستهلک شود. اهمیت فاکتور دوم با افزایش شدت لرزش زمین افزایش می یابد. تکیه گاه انعطاف پذیر همچنین باعث تغییر شکل مودها و فرکانسهای ارتعاشی سازه می شود. اثرات اندرکنش خاک و سازه نباید با اثرات سایت اشتباه شود. اثر اندرکنش خاک و سازه می تواند عکس العمل سازه را افزایش یا کاهش دهد که این امر به مشخصات و خواص سازه و خاک و حرکت زمین مورد نظر بستگی دارد. بنابرین اثرات اندرکنش خاک و سازه می تواند طرح لرزه ای سازه را از حاشیه اطمینان خارج کند و یا غیر اقتصادی نمایید. هم اکنون در استاندارد 2800 ایران چه روش تحلیل استاتیکی معادل و چه روش تحلیل دینامیکی، پایه سازه گیردار(با تکیه گاه صلب) فرض شده. و از اثرات اندرکنش خاک و سازه صرف نظر شده است که ضرورت دارد روش های فوق به نحوی برای در نظر گرفتن این اثرات اصلاح گردد. در این پایان نامه سعی شده تا تاثیر اندرکنش خاک و سازه بر روی پاسخ های ارتعاشی سازه (پریود های ارتعاشی سازه، برش پایه و تغیر مکان های سازه) برای قابهای خمشی بتنی بررسی شود و در نهایت روابطی برای اصلاح پاسخ سازه در حالت تحلیل استاتیکی معادل آیین نامه 2800 برای قاب های خمشی بتنی ارائه شود. در حالت کلی پس از انجام تحلیل تاریخچه زمانی و تحلیل مودال بر روی سیستم های معرفی شده در این پایان نامه، به این نتیجه رسیدیم که با افزایش نرمی خاک و افزایش ارتفاع سازه (افزایش نرمی سازه)، برش پایه و تغییر مکان های سازه کاهش پیدا کرده و همچنین پریود های ارتعاشی سازه افزایش پیدا می کنند.