بررسی تاثیر اندرکنش خاک-سازه بر ضریب رفتار سازه ای

در این مطالعه به بررسی تاثیر اندرکنش خاک-سازه بر روی ضریب رفتار سازه ها پرداخته شده است. طی سالیان گذشته، مطالعات گسترده ای بر روی نحوه ی تغییرات پارامترهای دینامیکی سازه ها، با درنظر گرفتن انعطاف پذیری بستر انجام شده است. یکی از پارامترهای مهم طراحی لرزه ای، ضریب رفتار می باشد که تخمینی از تقاضای مقاومتی غیرالاستیک سازه است. در اکثر پژوهش های صورت گرفته، از مدل های سازه ای یک درجه ی آزادی و مدل های ساده سازی شده برای محیط خاک، استفاده کردند. این روش ها قادر نخواهئد بود تخمین درستی از رفتار سازه های واقعی ارائه دهند. در این مطالعه از چندین تحلیل تاریخچه ی زمانی غیر خطی و دوبعدی بر روی مدل های قاب فولادی به صورت ۳طبقه، ۵طبقه، ۱۰طبقه و ۱۵طبقه با دوره ی تناوب بین ۰.۱ تا ۳ ثانیه و نسبت های شکل پذیری هدف ۲، ۴ و ۶، که بر روی محیط پیوسته خاک قرار داشتند، استفاده شده است. سازه ها در معرض ۲۲ شتاب نگاشت لرزه ای در حوزه ی دور قرار گرفتند. جهت درنظر گرفتن اندرکنش خاک-سازه، از خاک های کلاس D و E استفاده شد. با بررسی نتایج مشاهده شد که اندرکنش خاک-سازه، ضریب رفتار سازه ها را کاهش می دهد. به عبارت دیگر، استفاده از ضریب رفتار سازه ای تابعی از شکل پذیری سازه، دوره ی تناوب سازه، تعداد طبقات سازه و نوع خاک است. هرچه خاک نرم تر باشد، اثرات اندرکنش خاک-سازه بیش تر خواهد بود، بدین ترتیب ضریب رفتار کوچک تر است. میزان این تغییرات در سازه ی کوتاه مرتبه بیش از سایرین است. در سازه ی ۳طبقه با نرم تر شدن خاک (تغییر خاک به نوع E)، ضریب رفتار حدود ۷ درصد بیش تر کاهش یافته است اما در سازه ی ۱۰طبقه، کاهش قابل ملاحظه ای بین دو نوع خاک دیده نمی شود. همچنین با افزایش تعداد طبقات از ساختمان کوتاه به متوسط، ضریب رفتار سازه ای بیش تر کاهش می یابد. مقدار درصد کاهش در مدل ها برای نسبت شکل پذیری ۲ حدودا برابر با ۷، ۱۰، ۸ و ۸ درصد به ترتیب برای سازه های ۳طبقه ، ۵طبقه ، ۱۰طبقه و ۱۵طبقه می باشد. مشاهده می شود که در سازه های بلندمرتبه، نسبت شکل پذیری بیش تر از تعداد طبقات سازه بر ضریب رفتار تاثیر می گذارد.

کلیدواژه ها:

Soil-structure interaction ، response modification factor ، strength reduction factor ، soil modeling ، inelastic strength demand ، ductility ratio ، اندرکنش خاک-سازه ، ضریب اصلاح پاسخ ، ضریب کاهش مقاومت ، مدل سازی خاک ، تقاضای مقاومتی غیرالاستیک ، نسبت شکل پذیری