تاثیرانعطاف پذیری فونداسیون بر شکل پذیری مورد نیاز سازه های قابی شکل سه بعدی بتن آرمه

چکیده در طرح لرزه ای سازه ها, معمولاًً از تاثیر انعطاف پذیری فونداسیون چشم پوشی می شود. به این ترتیب در اغلب موارد, طراحی بر اساس نتایج آنالیز استاتیکی و یا دینامیکی سازه و با فرض تکیه گاه ثابت انجام می گیرد. اما در صورتیکه سازه بر روی بستری از خاک نرم قرار گرفته باشد, استفاده از فرض مذکور منطقی نیست و نتایج حاصل از پاسخ مدل ایده آل با واقعیت مطابقت و همخوانی ندارد. هدف اصلی از این تحقیق ارزیابی تاثیر انعطاف پذیری فونداسیون بر شکل پذیری مورد نیاز سازه های قابی شکل بتن آرمه می باشد. برای دست یابی به این هدف, مجموعه ای از مدل های ژنریک 5 ,10 و20 طبقه به منظور بررسی پاسخ قاب های ساختمانی بتن آرمه مورد استفاده قرار گرفته اند. مدل های ژنریک مذکور به صورت قاب های سه بعدی و با به کارگیری المان های تیر و ستون ایده آل گردیده اند. در این مدل ها, رفتار غیر خطی در عضو خمشی تیر با استفاده از تئوری لنگر-انحناء و در عضو ستون به وسیله المان های الیافی مدلسازی شده است. در مدل المان های الیافی از فنر های محوری چندگانه که مبتنی بر منحنی تنش-کرنش پایه مصالح می باشند, استفاده می شود که به این ترتیب, اندرکنش بین نیروی محوری و خمش دو جهتی مد نظر قرار می گیرد. همچنین اثر انعطاف پذیری فونداسیون با استفاده از روش زیرسازه و به کارگیری توابع امپدانس, لحاظ شده است. در این راستا, سختی و میرایی دینامیکی خاک با استفاده از المان های فنر و میراگر ایده آل گردیده است. در مدل های ژنریک, شکل پذیری مورد نیاز طبقات به صورت جابجایی نسبی نهایی طبقات, نسبت به جابجایی نسبی نظیر تسلیم تعریف می شود. به منظور تعیین جابجایی نهایی طبقات, تحلیل غیر خطی تاریخچه زمانی بر روی مدل های ژنریک انجام می شود. در تحلیل مذکور, تحریک سیستم سازه-فونداسیون به وسیله مجموعه ای از رکورد های زلزله صورت گرفته است که شامل حرکات عادی زمین و تحریک های نزدیک به گسل می باشد. همچنین به منظور محاسبه جابجایی نسبی نظیر تسلیم طبقات, تحلیل غیرخطی استاتیکی به کار می رود. الگوی بار جانبی مورد استفاده در این تحلیل, از آنالیز الاستیک خطی طیف پاسخ, به دست آمده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که تاثیر اندرکنش خاک و سازه در اغلب موارد, نیاز شکل پذیری طبقات را در قاب های خمشی بتن آرمه افزایش می دهد. در نتیجه, در نظر گرفتن تاثیر انعطاف پذیری فونداسیون در طراحی این گونه سازه ها, ضروری به نظر می رسد. دیگر نتایج این تحقیق نشان می دهد که توزیع نیاز شکل پذیری در ارتفاع سازه در بین مدل های ژنریک مختلف, بسیار متفاوت می باشد و بیشینه مقدار آن نیز, در طبقات مختلف رخ می دهد. همچنین مقایسه نتایج تحریک یک بعدی و دو بعدی مدل های ژنریک این نتیجه را به دست می دهد که نیاز شکل پذیری سازه تحت اثر تحریک دو بعدی افزایش می یابد. البته میزان این افزایش بسته به پریود طبیعی سازه, مقاومت آن در برابر بار جانبی و محتوی فرکانسی تحریک های نزدیک به گسل متفاوت می باشد.