بررسی تاثیر اندرکنش خاک - سازه بر روی عملکرد قاب دوگانه

نقطه آغازین توجه به مساله اندرکنش خاک و سازه به سال 1904 برمی گردد. یعنی زمانی که لمب مطالعاتی رابر روی ارتعاشات یک نیم فضای الاستیک انجام داد. او پاسخ بار نقطه ای با ارتعاش هارمونیک را برروی نیم فضای الاستیک بررسی کرد و به عبارتی مساله بوسینسک را در حالت دینامیکی بسط داد. در دهه 1970 میلادی در پی افزایش تعداد سازه های مهم مانند راکتورهای اتمی، ساختمانهای بلند و پل های طویل، مسئله اندرکنش خاک – سازه به صورت جدی تری مورد توجه قرار گرفت. نتایج تحقیقات این دهه منجر به معرفی تابع امپدانس پاسخ دینامیکی خاک گردید. این تابع به نوعی سختی و میرایی خاک را بیان می کند و تابع فرکانس است، که از نظر ریاضی تابعی مختلط می باشد. محققان با استفاده از فرضیات ساده کننده و استفاده از فیزیک مساله و یا تقریب زدن توابع امپدانس با سیستمهای دینامیکی ، مدلهایی را براساس رفتار الاستیک خطی خاک بستر سازه، ارائه کردند. یکی از معروف ترین این مدلها مدل فنر –جرم– میراگر است. در نظر گرفتن اندرکنش خاک – سازه در بارگذاری لرزه ای سازه ها تاثیرگذار است. طراحی صحیح سازه های با سیستم دوگانه مستلزم شناخت دقیق رفتار این سازه ها و همچنین درک فرایند اندرکنش خاک – سازه است. با توجه به اینکه یکی از فاکتورهای مهم در تعیین نیروی زلزله ضریب رفتار ( r ) است، لذا این ضریب بر تحلیل و طراحی سازه اثر قابل توجهی دارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر اندرکنش خاک – سازه برروی عملکرد قاب دوگانه شامل قاب خمشی بتن آرمه و دیوار برشی بتن آرمه است. برای انجام این تحقیق 12 نوع قاب در دو حالت: 1) با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه و2) بدون در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه برروی سه نوع خاک با سرعت موج برشیm/s375، m/s 175 و m/s 100 مطابق طبقه بندی آیین نامه 2800مدل شده اند و زمان تناوب سازه، ضریب رفتار و تغییرمکان نسبی طبقات در حالتهای مختلف با هم مقایسه شده است. جهت در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه از مدل فنر-جرم-میراگر استفاده شده است. به منظور تحلیل مدلها از تحلیل استاتیکی غیر خطی و تحلیل دینامیکی غیر خطی استفاده شده است. تحلیل مدلها توسط نرم افزارperform ver5.0 انجام شده است.نتایج بدست آمده از تحلیل ها نشان می دهد اعمال نکردن اندرکنش خاک – سازه خصوصا در خاکهای با سرعت موج برشی m/s 175 و m/s 100 در خلاف جهت اطمینان است .همچنین با افزایش ار تفاع سازه اثر اندرکنش خاک – سازه بر رفتار سازه ها کاهش می یابد.