بررسی عملکرد ساختمان های فولادی با درنظر گرفتن اندرکنش غیرخطی خاک-سازه

پاسخ لرزه ای سازه ها، از برهم کنش بین سه سیستم متصل به هم سازه، شالوده و خاک مجاور شالوده اثر می پذیرد؛ درحالیکه عموماً در تحلیل دینامیکی سازه ها، زلزله ثبت شده در میدان آزاد به طور مستقیم به پایه گیردار سازه وارد می شود. مدارک مستندی بر اساس مطالعات تحلیلی و میدانی وجود دارد که نشان می دهد پدیده اندرکنش خاک-سازه، نیروهای لرزه ای وارد به سازه را افزایش داده، به طوری که در مواردی به خرابی و فروریزش سازه ها منجر شده است؛ این اثرات زمانی قابل توجه تر می گردند که رفتار سیستم وارد ناحیه غیرخطی شود. در این مطالعه، پاسخ لرزه ای ساختمان فولادی با سیستم باربر جانبی قاب خمشی و مهاربندی شده و با لحاظ اندرکنش غیرخطی خاک-سازه بررسی می گردد. اندرکنش خاک-ساختمان از طریق روش فنر-میراگر معادل و براساس مدل تیر وینکلر مدل سازی می شود. در این روش قابلیت تأمین شرایط مرزی توده خاک، میرایی تشعشعی و کاهش سختی خاک وجود دارد. شالوده نیز، سطحی و بر روی دو نوع خاک رس سخت و نرم فرض می شود. در انتها تحلیلِ استاتیکی و دینامیکی سیستم خاک-ساختمان، به کمک نرم افزار اجزای محدود opensees صورت می گیرد. نتایج بدست آمده، حاکی از این است که در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک-سازه، سبب افزایش دوره تناوب و جابه جایی افقی ساختمان در تمامی مدل ها می شود. همچنین بسته به مشخصات خاک، محتوای فرکانسی زمین لرزه، نوع سیستم باربر و هندسه ساختمان، هر یک از مقادیر برش و لنگر پایه در ساختمان، منحنی لنگر-دوران اعضاء و همچنین دریفت بین طبقات به میزان قابل توجهی تغییر می کنند. تغییر رفتار ساختمان به سمت مقادیر بحرانی، در برخی از حالات خاک-ساختمان، اهمیت مسئله اندرکنش خاک-سازه را نمایان می کند. در این مطالعه، پاسخ لرزه ای ساختمان فولادی با سیستم باربر جانبی قاب خمشی و مهاربندی شده و با لحاظ اندرکنش غیرخطی خاک-سازه بررسی می گردد. اندرکنش خاک-ساختمان از طریق روش فنر-میراگر معادل و براساس مدل تیر وینکلر مدل سازی می شود. در این روش قابلیت تأمین شرایط مرزی توده خاک، میرایی تشعشعی و کاهش سختی خاک وجود دارد. شالوده نیز، سطحی و بر روی دو نوع خاک رس سخت و نرم فرض می شود. در انتها تحلیلِ استاتیکی و دینامیکی سیستم خاک-ساختمان، به کمک نرم افزار اجزای محدود opensees صورت می گیرد. نتایج بدست آمده، حاکی از این است که در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک-سازه، سبب افزایش دوره تناوب و جابه جایی افقی ساختمان در تمامی مدل ها می شود. همچنین بسته به مشخصات خاک، محتوای فرکانسی زمین لرزه، نوع سیستم باربر و هندسه ساختمان، هر یک از مقادیر برش و لنگر پایه در ساختمان، منحنی لنگر-دوران اعضاء و همچنین دریفت بین طبقات به میزان قابل توجهی تغییر می کنند. تغییر رفتار ساختمان به سمت مقادیر بحرانی، در برخی از حالات خاک-ساختمان، اهمیت مسئله اندرکنش خاک-سازه را نمایان می کند.