تاثیر غیرخطی تعامل دینامیکی خاک-سازه بر عملکرد لرزه ای ساختمانهای قاب فولادی: تحلیل پارامتریک با تاکید بر بلندمرتبگی، نوع خاک و شدت زلزله

در این مطالعه، به بررسی تاثیر پدیده اندکنش غیرخطی خاک و سازه (SSI) بر رفتار لرزهای ساختمانهای فولادی قاب خمشی منظم با استفاده از روش تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی پرداخته شده است. به این منظور، سه سازه ۳، ۶ و ۹ طبقه با در نظر گرفتن اثرات حدودی خاک و پی بر اساس آییننامه ۲۸۰۰ طراحی شده و با مدلسازی دقیق المانهای سازهای از جمله تیر، ستون و چشمه اتصال، تحت تاثیر بیست و یک شتابنگاشت واقعی و مقیاسشده در سه سطح خطر لرزهای (احتمال وقوع ۲٪، ۱۰٪ و ۵۰٪ در ۵۰ سال) و روی سه نوع خاک سخت، نرم و بسیار نرم قرار گرفتهاند. مدلسازی خاک-پی با استفاده از روش تیر بر بستر وینکلر غیرخطی (BNWF) انجام شده است. نتایج نشان میدهد که در سازههای کوتاهمرتبه (۳ و ۶ طبقه)، در نظر گرفتن اندکنش خاک-سازه منجر به کاهش برش پایه میشود که با دیدگاه متداول آییننامهها همخوانی دارد؛ اما در سازه بلندمرتبه (۹ طبقه)، این اثر باعث افزایش برش پایه نسبت به حالت پایه گیردار میشود. همچنین، جابهجایی و دریفت بینطبقهای در تراز طبقه اول و بام در تمامی مدلها بهویژه در خاکهای نرم و بسیار نرم افزایش چشمگیری نشان میدهد که با افزایش ارتفاع، نرمی خاک و شدت زلزله تشدید میگردد. در نهایت، در نظر گرفتن اندکنش خاک-سازه منجر به افزایش سطوح عملکرد سازه، بهویژه در خاکهای نرم و بسیار نرم و در سطوح خطر بالاتر میشود که نشاندهنده لزوم توجه ویژه به این پدیده در ارزیابیهای دقیق لرزهای، بهویژه برای سازههای بلند و مستقر بر خاکهای نرم است.

کلیدواژه ها:

تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی ، تعامل خاک-سازه ، سازههای بلندمرتبه ، رفتار غیرخطی