بررسی عددی اثر ویژگی های فرکانس-وابسته خاک بر پاسخ دینامیکی ساختمان های دارای سقف وافل با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه

تحلیل دقیق پاسخ دینامیکی سازه ها تحت بارگذاری لرزه ای همبستگی تنگاتنگی با مدلسازی صحیح اندرکنش خاک و سازه (SSI) دارد. با این حال در رویکردهای متداول، مهندسی خاک اغلب به عنوان محیطی الاستیک با پارامترهای مستقل از فرکانس در نظر گرفته می شود؛ در حالی که رفتار واقعی خاک ذاتا ویسکوالاستیک و وابسته به فرکانس است. این پژوهش به بررسی عددی تاثیر ویژگی های فرکانس وابسته خاک بر پاسخ دینامیکی ساختمان های دارای سقف وافل می پردازد. در این راستا، یک مدل المان محدود سه بعدی توسعه یافته که در آن مدول پیچشی و ضرایب میرایی خاک به عنوان توابعی از فرکانس تحریکی تعریف شده اند تا ماهیت پراکنده گر (Dissipative) و ذخیره کننده انرژی خاک به درستی شبیه سازی شود. نوآوری اصلی این تحقیق هم راستاسازی رفتار پیچیده خاک (وابسته به فرکانس) با سیستم های سازه ای با سفتی خمشی بالا (سقف وافل) است. نتایج نشان می دهد که نادیده گرفتن وابستگی فرکانسی خاک منجر به خطای قابل توجه در تخمین دوره های تناوب طبیعی و تقسیم بندی نیروهای برشی در تیرچه های وافل می شود. یافته ها حاکی از آن است که مدل سازی دقیق خاک می تواند منجر به بهینه سازی طراحی اعضای سقف وافل در برابر زلزله گردد.

کلیدواژه ها:

اندرکنش خاک و سازه ، سقف وافل ، رفتار ویسکوالاستیک خاک ، وابستگی فرکانسی ، تحلیل دینامیکی غیرخطی ، المان محدود