بررسي اثرات رفتار غير خطي خاك بر پاسخ ديناميكي سازه هاي بلند

مدارك مستند فراواني بر اساس مطالعات دفتري و مشاهدات ميداني وجود دارد كه نشان مي دهند محيط خاكي زيرين سازه ها و پديده اندركنش خاك و سازه، در هنگام وقوع زلزله، نيروهاي لرزه اي وارد به سازه را افزايش داده به طوري كه اين افزايش، در موارد زيادي به خرابي و فروريزش سازه ها منجر شده است. در اين مقاله سعي شده است اثرات رفتار غير خطي خاك بر پاسخ ديناميكي سازه هاي بلند، با در نظر گرفتن اندركنش ديناميكي خاك و سازه، توضيح داده شود. ضرورت انجام اين كار به دليل تاثيراتي است كه در برآورد نيروهاي طراحي لرزه اي وارده بر سازه ها و در نتيجه تعيين اندازه هاي مقاطع سازه اي دارد. به اين منظور مدل هاي گوناگون سيستم هاي اندركنش خاك و سازه با پارامترهاي هندسي و رفتاري و همچنين محيط هاي لرزه اي متفاوت در نظر گرفته شده و تحليل اندركنش ديناميكي آن ها به روش تفكيك زيرسازه ها انجام گرفته است. با استفاده از نتايج تحليل ها، روند تغييرات شتاب پاسخ طيفي سازه نسبت به پارامترهاي حاكم بر مساله از قبيل، سختي نسبي سازه به خاك و سطح شتاب ورودي برآورد شده و نتايج به دست آمده با نتايج حاصل از روش هاي متداول تحليل ديناميكي سازه ها مقايسه گرديده است. نتايج حاصل از مطالعات فوق به صورت كمي نشان مي دهد كه رفتار غير خطي خاك زيرين سازه ها، به ويژه براي ساختمان هاي بلند قرار گرفته بر خاك نرم، مي تواند پاسخ ديناميكي سازه ها را به ميزان قابل توجهي افزايش دهد، طوري كه در برخي موارد اين افزايش به حدي زياد است كه براي برآورد نيروهاي طراحي لرزه اي وارده به سازه، نياز به انجام تحليل هاي اندركنش ديناميكي خاك و سازه بوده و اكتفا به نتايج حاصل از تحليل هاي متداول ديناميكي سازه ها منجر به طرح ناايمن سازه مي گردد.