بررسی تاثیر نوع اتصال بین فونداسیون و شمع در اندرکنش خاک سازه – شمع

در چند دهه اخیر مدل سازی و تحلیل سازه ها تحت بارگذاری زلزله به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است . نرم افزارهای توانمندی در ایران برای تحلیل دینامیکی سازه ها وجود دارد اما در بیشتر موارد، مدل سازی خاک به خوبی مورد بررسی قرار نمی گیرد یا از آن صرف نظر می شود. در کشور لرزه خیزی مانند ایران با آسیب پذیری بالا در برابر خطر زلزله ، در نظر گرفتن اثرات خاک از قبیل اثرات ساختگاه و یا اندرکنش خاک- سازه - شمع از اهمیت قابل توجهی برخوردار است . در واقع این اندرکنش به بررسی تاثیر وجود خاک در پاسخ سازه تحت بار دیناامیکی می پردازد. در عمل ، توده خاک به دلیل رفتار متفاوت با یک جسم صلب ، دامنه و محتوای فرکانسی زلزله را تغییر می دهد. بنابراین می توان دریافت که تحلیل دینامیکی یک سازه، بدون در نظر گرفتن خاک زیرین ، می تواند به نتایج غیر واقعی منجر شود.در مطالعه ی حاضر ابتدا دو سازه ۵ و ۲۰ طبقه با پلان مشابه در نظر گرفته شدند و با استفاده از نرم افزار SAP۲۰۰۰ تحلیل و طراحی شدند. سپس برای تاثیر متصل و منفصل بودن شمع ها در زیر فونداسیون سازه ۵ و ۲۰ طبقه شمعها قرار داده شد و در این مرحله از وجود سازه صرفنظر شد و تنها سربار سازه ۵ طبقه وارد شد و نتایج جابجایی جانبی شمع ها، لنگر خمشی ، برشی بررسی شدند. در مرحله آخر سازه ۵ و ۲۰ طبقه با طول شمع ۱۲ متر و قطر ۱ متر و ضخامت بالشتک ۱ متر در سیستم منفصل در نظر گرفته شد، مدلسازی شدند و زلزله طبس به مدل ها وارد شد. نتایج نشان دادند که تفاوت عمده ای در میزان جابجایی جانبی بین حالت متصل و منفصل در امتداد شمع وجود دارد، به طوری که سر شمع های متصل جابجایی کمتری نسبت به حالت منفصل نشان می دهند. به طور کلی در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک-پی - سازه - شمع ، باعث افزایش پریود طبیعی سیستم نسبت به حالت سازه تنها می شود که با توجه به نوع خاک و سختی سازه مقدار افزایش پریود متفاوت است . همچنین وجود شمع متصل به فونداسیون جابجایی را نسبت به حالت با اندرکنش خاک سازه کاهش داده است . همچنین با بررسی نمودار مشاهده می شود سیستم منفصل هم جابجایی را نسبت به حالت بدون شمع کاهش داده است ولی درصد کاهش نسبت به سیستم متصل کمتر میباشد. با در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک – پی – سازه و شمع برش پایه کاهش یافته است که بیشترین درصد کاهش در سازه ۵ طبقه مربوط به حالت با اندرکنش خاک – پی – سازه به مقدار ۲۸ % می باشد و همچنین در مدل ۲۰ طبقه نیز این مقدار کاهش مربوط به مدل با اندرکنش خاک – پی -سازه می باشد که به مقدار % ۲۹ کاهش یافته است .

کلیدواژه ها:

اندرکنش ، شمع ، فونداسیون گسترده ، سازه.