اثر اندرکنش خاک و سازه بر توزیع آسیب پذیری لرزه ای ساختمان های بتنی قاب خمشی و قاب خمشی با دیوار برشی

معمولا بررسی آسیب پذیری لرزه ای ساختمان ها بدون در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه انجام می گیرد. لحاظ نمودن اندرکنش خاک و سازه در آنالیز سازه نسبت به حالتی که خاک زیر سازه صلب در نظر گرفته می شود موجب تغییر در رفتار سازه و در نتیجه عملکرد آن هنگام تحریک لرزه ای می شود. از این رو آیین نامه های لرزه ای مختلف ضوابطی برای درنظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه در آنالیز سازه ارائه می دهند تا عملکرد واقعی سازه هنگام وقوع زلزله درنظر گرفته شود. روش های مختلفی برای مدل سازی اندرکنش خاک و سازه وجود دارد. این روش ها شامل آنالیز به دو روش مستقیم و زیرسازه می باشند. در روش مستقیم، سازه و حجم قابل توجهی از خاکِ زیر سازه در یک مدل کلی آنالیز می شوند و در روش زیر سازه با استفاده از فنرها و میراگرها اثر رفتار خاک زیر سازه مدل سازی می شود. در این تحقیق از نوع خاصی از روش زیرسازه به نام تیر بر روی فونداسیون غیر خطی وینکلر برای مدل سازی اندرکنش خاک و سازه استفاده شده است. دلیل استفاده از این روش دقت خوب و سرعت بالای آنالیز می باشد. در این تحقیق اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی آسیب پذیری لرزه ای ساختمان های قاب خمشی و قاب خمشی با دیوار برشی بتنی 3، 5، 6، 8 و9 طبقه بر روی خاک نوع iii و iv آیین نامه 2800 بررسی شده است. درابتدا ساختمان ها در محیط etabs و براساس آیین نامه 2800 و آیین نامه طراحی بتن aci 318-05 طراحی گردید. سپس برای انجام آنالیز غیرخطی، این ساختمان ها در محیط نرم افزار opensees مدل سازی شد. در مدل-سازی غیرخطی از روش مفصل خمیری متمرکز برای المان های تیر و ستون و از روش فایبر (با در نظر گرفتن تغییر شکل برشی) برای مدل سازی المان های دیوار برشی استفاده شده است. در ادامه با انجام آنالیز دینامیکی غیرخطی در دو حالت پایه ی صلب و پایه ی انعطاف پذیر میزان دوران مفاصل پلاستیک در این دوحالت به دست آمد. با مقایسه بین دو حالت با و بدون در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه نشان داده شد که در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه در ساختمان های قاب خمشی موجب افزایش آسیب در طبقه ی اول ساختمان و کاهش آسیب در طبقات فوقانی ساختمان می گردد و در ساختمان های قاب خمشی با دیوار برشی در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه موجب آسیب بیشتر به تیرهای متصل به دیوار می شود. همچنین با مقایسه جابجایی نسبی طبقات در دو حالت با و بدون در نظرگرفتن اندرکنش خاک و سازه نشان داده شد که اندرکنش خاک و سازه موجب تغییر در محل حداکثر جابجایی نسبی طبقات از طبقات میانی به طبقه ی اول در ساختمان های قاب خمشی می گردد.