ارزیابی و مقایسه روش های مختلف اعمال اثر سینماتیکی اندرکنش خاک-سازه بر پاسخ سازه ها

پاسخ دینامیکی سازه ها تحت زلزله، معمولا با تحلیل سازه ای بر روی بستر صلب، تحت رکورد ثبت شده بر سطح آزاد خاک به دست می آید. اگرچه فرض صلب بودن پایه، تغییر زیادی در عملکرد سازه های واقع بر بستر سنگی ایجاد نمی کند، اما تحریکی که سازه با بستر انعطاف پذیر تجربه می کند متفاوت از تحریکی است که بر سطح خاک بدون سازه ثبت شده است. در واقع این اثر که اثر سینماتیکی اندرکنش خاک– سازه نام دارد، باعث می شود تحریک ورودی یک پی صلب، متفاوت از حرکت سطح آزاد خاک باشد. به منظور اعمال این اثر، روش های متفاوتی توسط محققین مختلف ارایه شده است، که می توان به روش های میانگین گیری ایگوچی، روش ارایه شده توسط Meak & Wolf و روند توصیه شده در آیین نامه FEMA-440 اشاره نمود. در پژوهش انجام شده نیز رکوردهای ثبت شده بر سطح آزاد خاک توسط توابع تبدیل حاصل از هریک از روش های مذکور اصلاح شده و به سازه های دو، پنج و هشت طبقه دوبعدی فولادی مدل سازی شده در نرم افزار OpenSEES، که نماینده سازه های کوتاه، متوسط و بلند هستند، اعمال می گردد. نتایج نشان می دهد در سازه های کوتاه پاسخ های به دست آمده از هریک از روش های اعمال اثر سینماتیکی اندرکنش نسبت به رکورد ثبت شده بر سطح آزاد خاک کمتر می باشد در نتیجه پاسخ های ناشی از رکورد ثبت شده بر سطح آزاد خاک نتایجی محافظه کارانه خواهد داشت. درحالی که در سازه های متوسط و بلند نتایج روش FEMA-440 اثر کاهشی داشته اما نتایج به دست آمده از دو روش دیگر اثری افزاینده دارد و پاسخ های به دست آمده مقادیر بیشتری نسبت به نتایج رکورد ثبت شده بر میدان آزاد خاک دارد. بنابراین در این حالت نتایج به دست آمده از رکورد ثبت شده بر میدان آزاد خاک غیرمحافظه کارانه خواهد بود. همین امر نشان دهنده اهمیت مطالعه و بررسی دقیق اثر سینماتیکی اندرکنش خاک-سازه است.

کلیدواژه ها:

اندرکنش خاک-سازه ، اثر سینماتیکی اندرکنش خاک-سازه ، تحلیل خطی و غیرخطی ، تحلیل تاریخچه زمانی