بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر پاسخ لرزه ای قاب های صلب فولادی با تحلیل های خطی و غیر خطی تاریخچه زمانی

در سال های اخیر مطالعات زیادی پیرامون موضوع اندرکنش دینامیکی خاک و سازه برای انواع مختلف سازه ها انجام شده است اندرکنش خاک و سازه به ویژه برای سازه های جیم و سنگین مثل نیروگاه های اتمی سدها سکوهای ساحلی پل ها و ساختمان های بلندی که بر روی خاک نرم بنا شدهاند بسیار مهم است . در شرایط طبیعی سازه با خاک اطراف خود در حال برهم کنش است و به همین دلیل در تحلیل سازه ها باید با وارده به خاک اطراف سازه در هنگام زلزله در نظر گرفته شود زیرا در این صورت تنش ها و تغیر مکان های واقعی سازه تحت اثر بارهای دینامیکی (زلزله ) به دست می آید. در این تحقیق اثر در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه بر پاسخ های دینامیکی سازه و همچنی بررسی اثر مدل های خطی و غیر خطی بر نتایج تحلیف با استفاده از روش اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است برای رسیدن به این هدف دو سازه 10 و 15 طبقه با ارتفاع های به ترتیب 32 متر و 48 متر (که براساس آیین نامه 2800 ایران و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان به صورت قاب خمشی فولادی ویژه طراحی شده اند) و دو نوع خاک یعنی خاک های نوع iii و iv( طبق آیین نامه زلزله ایران –استاندارد 2800) تحت شش شتابنگاشت مورد تحلیل قرار گرفته اند. تحریک های اعمالی به مدل ها به صورت جابجایی زلزله می باشد که بر تکیه گاه های سازه و خاک وارد شده است. تحریک اعمال شده یک بار به مدل اجزای محدود سازه و خاک که برای زمین های نوع iiiو iv به طور مجزا مدل شده اند. اعمال می شود و بار دیگر به مدل اجزای محدود خاک های نوع iii و iv در حالت free-field خاکی که سازه ای بر روی آن قرار ندارد) اعمال می شود پس از اتمام تحلیل دینامیکی خطی و غیر خطی خاک در حالت free field پاسخ تاریخچه زمانی تغییر مکان در سطح زمین را برداشت کرده و به طور مجزا به سازه پایه گیردار اعمال می گردد. به این ترتیب می توان اثر اندرکنش را بامقایه پاسخ های مدل سازه با خاک و پاسخ های مدل سازه ی پایه گیردار را مشخص نمود. این مقایسه نشان می دهد که تاثیر احتساب اندرکنش بر روی پاسخ لرزه ای در ساه 15 طبقه بیشتر از سازه 10 طبقه می باشد و همچنین دامنه تغیرات پاسخ لرزه ای سازه روی خاک نوع iv نسبت به خاک نوع iii بیشتر است در این صورت در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه در خاک های نوع iv بسیار حایز ااهمیت می باشد. همچین مشاهده دیگری که حاصل شد این است که صرف نظر کردن از اثر اندرکنش برای ساختمان هایی با ارتفاع متوسط بر وی خاک نرم (نوع iv) منجر به پاسخ هایی غیر محافظه کارانه می شود.