ارزیابی عملکرد فروریزش سیستم قاب بتنی ویژه با در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه

اندر کنش خاک و سازه به عنوان یک پدیده ی پیچیده که می تواند اثرات مثبت یا منفی بر روی عملکرد لرزه ای سازه ها داشته باشد شناخته می شود، ولی با توجه به اعتقاد عمومی به اثرات مثبت آن در عملکرد لرزه ای سازه ها، معمولاً از آن صرف نظر می شود. این در حالی است که اثرات اندرکنش خاک و سازه می تواند پاسخ های دینامیکی سازه را تغییر داده و این تغییرات، در نتیجه ارزیابی عملکرد سازه ها همانند فروریزش سازه ها می تواند نقش تعیین کننده داشته باشد. امروزه با گسترش کاربرد طراحی بر اساس عملکرد ضرورت لحاظ نمودن اثرات اندرکنش پیش از پیش نمایان شده است و نسل جدید آیین نامه های مبتنی بر عملکرد بر در نظر گرفتن تمامی عوامل تأثیر گذار بر عملکرد لرزه ای سازه ها از جمله اندرکنش خاک و سازه تاکید دارند. برای در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی سازه ها روش های متفاوتی موجود می باشد که گستره ی بزرگی از روش های محیط پیوسته تا روش های ماکرو را شامل می شود. در مطالعه ی پیش رو از روش تیر بر روی فونداسیون غیر خطی وینکلر به دلیل سادگی و دقت بالا، استفاده شده است. همچنین در این مطالعه فروریزش سازه در برگیرنده ی ناپایداری دینامیکی در اثر تغییر شکل های جانبی، تشدید اثر p-? به دلیل دریفت های میان طبقه ی زیاد و زوال مقاومت اعضای سازه ای می باشد. برای به دست آوردن ظرفیت فروریزش سازه از آنالیز دینامیکی فزاینده توسط یک دسته رکورد و رسم نمودار های شکنندگی فروریزش سازه استفاده شده است. در گزارشfema-p695 یک متدولوژی کاربردی جهت ارزیابی فروریزش سازه های طراحی شده توسط آیین نامه های لرزه ای تحت شدیدترین زلزله مورد انتظار موجود می باشد و در آن فروریزش قاب های بتنی ویژه بدون در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه مورد مطالعه قرارگرفته است. در این مطالعه قاب های بتنی خمشی ویژه 4، 8، 12 و 16 طبقه با مشخصات یکسان، برای خاک-های سفت، متوسط و نرم در قالب طبقات خاکb ، c وd طبق آیین نامه ی asce 7-10 توسط نرم افزار etabs تحلیل و طراحی شده و سپس با استفاده از مدل های غیر خطی که بیشتر قابلیت را در شبیه سازی فروریزش سازه ها دارا می باشند، مدل سازی شده است. در مدل سازی سازه ها از نرم افزار openseees استفاده شده است. این نرم افزار علاوه بر مدل سازی انواع مدل های رفتاری برای سازه، قابلیت بالایی نیز در مدل سازی اندرکنش خاک و سازه به انواع روش های مختلف را دارا می باشد. پس از مدل سازی قاب ها در محیط openseees از دو روش آنالیزی معمول به بررسی عملکرد فروریزش قاب های بتنی پرداخته شده است. در ابتدا از آنالیز استاتیکی غیر خطی جهت بررسی اولیه و در ادامه از آنالیز دینامیکی فزاینده جهت بررسی دقیق عملکرد فروریزش قاب ها برای دو حالت پایه صلب و پایه انعطاف پذیر استفاده شده است. بعد از انجام آنالیز دینامیکی فزاینده به محاسبه منحنی های احتمالاتی شکنندگی با استفاده از تابع توزیع لوگ نرمال و مقایسه ی اثرات اندرکنش خاک و سازه در فروریزش قاب های بتنی با تکیه گاه انعطاف پذیر در مقابل قاب های با تکیه گاه صلب پرداخته شده است. همچنین در ادامه ی محاسبه ی نمودار شکنندگی، ضرایب حاشیه ی فروریزش نیز برای دو حالت ذکر شده محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج حاصله از این تحلیل ها نشان دهنده ی افزایش احتمال فروریزش برای قاب های قرار گرفته بر روی تکیه گاه انعطاف پذیر در شتاب طیفی یکسان می باشد.