تحلیل لرزه ای ساختمان فولادی تحت اثر زلزله کوبه ژاپن با در نظر گرفتن اثرات ضرایب سختی خاک به روش اجزای محدود

رفتار لرزه ای ساختمان ها ارتباط مستقیمی با تعامل بین سه سیستم بهم پیوسته روبنایی، پی و خاک و محیط اطراف سیستم پی دارد. محققین در طی ده های اخیر، به این نتیجه رسیده اند که نقش و تاثیر مشخصات خاک از جمله سختی آن در رفتار لرزه ای سازه های بنا شده روی آن ها بسیار زیاد بوده و نمی توان از نقش آن ها حین طراحی و ساخت صرف نظر کرد. در این پژوهش به تحلیل لرزه ای ساختمان فولادی پرداخته شده که زلزله کوبه ژاپن به عنوان بار وارد بر ساختمان در نظر گرفته شده است. برای بررسی تاثیر ضرایب سختی خاک در رفتار سازه تحت زلزله، سه نوع خاک ماسه ای سست، متوسط و متراکم انتخاب شده است. برای مدل سازی از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه عددی نشان داد با افزایش پارامتر سختی خاک، برش پایه افزایش می یابد. این افزایش نیروی برشی در قاعده سازه به دلیل ثابت بودن پی در خاک هاو همچنین کاهش لغزش آن در حین حرکت زمین است. افزایش سختی خاک، برخلاف افزایش نیروی برشی، جابجایی افقی پی، نشست و دوران پی را کاهش می دهد. در خاک سست، میزان جابجایی جانبی پی بیشتر بوده و این امر می تواند امنیت روانی ساکنین را دچار مشکل کند. نشست و چرخش زیاد پی در خاک های سست، مشکلات عمده را زمانی ایجاد می کند که تغییر شکل های نامتقارن پس از زلزله باعث شیب دائمی در سازه شود. استفاده از گروه شمع در همه موارد توانسته پاسخ سازه را از ۲۸ الی ۴۸ درصد بهبود بدهد. استفاده از شمع در خاک متراکم تاثیر بیشتری نسبت به خاک سست داشته است چرا که در خاک متراکم به دلیل انتقال نیروی زیاد بین شمع و خاک میزان بهبود رفتار سازه بیشتر شده است.

کلیدواژه ها:

ضرایب سختی خاک ، روش المان محدود ، رفتار لرزه ای ، سازه فولادی.