در این مقاله مساله اندرکنش خاک-سازه برای یک دیسک صلب مدفون متقارن محوری در یک محیط نیمه بینهایت ایزوتروپ جانبی تحت بار قائم مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات تعادل دینامیکی حاکم بر مساله در دستگاه مختصات استوانه ای (r, q, z) بصورت یک سری معادلات درگیر می باشد. با استفاده از دو تابع پتانسیل برای مسائل الاستودینامیک این معادلات بطور کامل مجزا سازی می شوند. با استفاده از تبدیل هنکل در امتداد شعاعی و اعمال شرایط مرزی به معادلات انتگرالی دوگانه می رسیم. برای حل عددی و تحلیلی،‏ معادلات انتگرالی دوگانه به معادله انتگرالی فردهلم نوع دوم تبدیل خواهد شد. در انتها نتایج بصورت گرافیکی ارائه می شود. نتایج برای محیط های ایزوتروپ با استفاده از نتایج بدست آمده برای محیط های ایزوتروپ جانبی استخراج شده و با نتایج موجود برای محیط های ایزوتروپ مقایسه می گردد.

برای تعیین ضریب فشار جانبی در حالت سکون در مجاورت دیوارهای حائل روابط گوناگونی پیشنهاد شده است که هر کدام برای شرایط ویژه خود تعریف می شوند و به کار می روند. این روابط معمولا تابع خواص خاک مانند زاویه اصطکاک، نسبت پواسون و ضریب بیش تحکیمی می باشند. از طرفی در پل های یک پارچه که دیوار حایل آن تحت اثر تغییر مکان های سیکلی قرار دارد این روابط دقت خود را از دست داده و فقط تابع خواص مکانیکی خاک نیستند. در تحقیق حاضر اثر تغییر مکان افقی قسمت فوقانی دیوار پل های یک پارچه که بر اثر تغییرات درجه حرارت روزانه به قسمت فوقانی دیوار این گونه پل ها اعمال می شود مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور یک مدل آزمایشگاهی کامل طراحی و ساخته شد به گونه ای که قادر به اعمال تغییر مکان افقی سیکلی با دامنه های گوناگون و با تعداد سیکل مورد نظر می باشد. برای تعیین افزایش فشار افقی وارد بر دیوار (در شرایط سکون، فعال و یا مقاوم) تنش سنج های مینیاتوری در ترازهای مختلف روی دیوار نصب گردید. داده های نیروسنج نصب شده و نیز تغییر مکان اعمال شده در سیستم داده نگار ذخیره می شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که ضریب فشار افقی در دیوارهایی که تحت اثر تغییر مکان افقی قرار دارند نه تنها در عمق خطی نیست بلکه تابع زاویه اصطکاک خاک، تراز گوناگون دیوار و تعداد سیکل تغییر مکان اعمال شده می باشد. از طرفی نتایج بیانگر این نکته است که بر اثر اعمال تغییر مکان افقی، مصالح پشت دیوار متراکم می شوند به گونه ای که پدیده آرچینگ به وجود می آید و موجب کاهش فشار افقی در ترازهای پایین دیوار می گردد.

در نوشتار حاضر، ضریب رفتار و عوامل تاثیرگذار آن و همچنین ضریب بزرگ نمایی تغییر مکان جانبی به کار رفته در ویرایش چهارم استاندارد 2800 ایران برای قاب های خمشی فولادی متوسط ارزیابی شده است. برای تعیین پارامترهای موثر در ضرایب مذکور، علاوه بر روش ارائه شده در استاندارد 2800، از رویکرد جدیدتر FEMA-P695 نیز استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل های استاتیکی غیرخطی بر روی مدل هایی با تعداد طبقات مختلف نشان داده است، که متوسط ضریب مقاومت افزون برای مدل های مختلف بر اساس روش دوخطی کردن استاندارد 2800 و روش FEMA-P695 به ترتیب 1.80 و 2.37 است. همچنین مقادیر متوسط ضریب رفتار محاسبه شده در حد مقاومت بر اساس دو روش مذکور به ترتیب 3.98 و 5.26 است، در حالی که مقادیر پیشنهادی ضریب مقاومت افزون و ضریب رفتار حد مقاومت برای قاب های خمشی متوسط در ویرایش چهارم استاندارد 2800 به ترتیب 3 و 5 هستند. بنابراین روش پیشنهادی در FEMA-P695 برای ارزیابی پارامترهای عملکردی سازه، تطابق بهتری با ضریب رفتار ذکرشده در استاندارد 2800 برای قاب های خمشی فولادی متوسط دارد. همچنین متوسط ضریب بزرگ نمایی تغییرمکان جانبی3.67 به دست آمده است، که اندکی کمتر از مقدار متناظر به کار رفته در استاندارد 2800 برابر با 4 است.

در بسیاری از سازه ها، بارهای جانبی بالایی نسبت به بارهای ثقلی به پی یک سازه تحمیل می شود. شمع های این گونه سازه ها را که تحت اثر بارهای جانبی قابل توجهی قرار می گیرند، می توان به دو گروه شمع های بلند و کوتاه تقسیم نمود. معمولا تخمین ظرفیت باربری شمع تحت اثر بار جانبی برای شمع های کوتاه براساس حداکثر ظرفیت باربری و برای شمع های بلند براساس تغییر مکان افقی مجاز می باشد. در تحقیق آزمایشگاهی حاضر برای بررسی رفتار شمع تحت اثر بار جانبی، از لوله های فلزی به عنوان شمع در آزمایشگاه استفاده شده است. به منظور تعیین ظرفیت باربری، بار جانبی به شمع های فلزی مدفون در خاک ماسه ای اعمال شده است. با انجام آزمون های گوناگون رفتار شمع های بلند به لحاظ تغییر طول و قطر شمع مورد بررسی قرار گرفته است. سپس نتایج آزمون های آزمایشگاهی با نظریه ضریب واکنش بستر، نظریه الاستیک و نظریه حداکثر ضریب افقی واکنش بستر مورد مقایسه قرار گرفته است. تحلیل نتایج نشان می دهد که نظریه حداکثر ضریب افقی واکنش بستر برای تخمین مقدار جابه جایی افقی شمع و نیز تخمین ظرفیت باربری جانبی شمع نسبت به دیگر تئوری های ارائه شده مناسب تر می باشد.

سیستم قاب سبک فلزی به دلیل مزایای ویژه همچون امکان تولید صنعتی، پیش ساختگی و سبک بودن می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم های سنتی ساخت و ساز در کشور ایران باشد. پانل های دیوار برشی متشکل از قاب فولادی سرد نورد شده و پوشش پیچ شده به آن، متداولترین سیستم باربر جانبی در این سازه ها هستند. به دلیل سبکی سازه و کم بودن نیروهای جانبی زلزله، پوشش ها عموما از مصالح چوبی ساخته می شوند. در این مقاله مقاومت و تغییرمکان جانبی پانل های دیوار برشی به روش عددی اجزای محدود با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی ناشی از تغییرشکل های بزرگ، تعیین شده اند. پانل های دیوار برشی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ANSYS مدلسازی شده و به صورت بار - افزون تحلیل شده اند. برای بررسی صحت و دقت نتایج، مقاومت و تغییر مکان نهایی چند نمونه دیوار برشی با مقادیر متناظر حاصل از مطالعات آزمایشگاهی سایر محققان مقایسه شده است. پس از تایید کارایی مدل اجزای محدود، تاثیر پارامترهای مختلف دیوار برشی از جمله خصوصیات قاب فولادی، پوشش و اتصال این دو بر رفتار جانبی دیوار مورد ارزیابی قرار گرفته است.

یکی از پارامترهای بسیار مهم در آنالیز دینامیکی و طراحی سازه ها، تغییر مکانهای ایجاد شده ناشی از بارگذاری و تحریکات وارده به سازه میباشد که در روند محاسبات و تعیین مقاطع و پارامترهای دینامیکی سازه بسیار حائز اهمیت میباشد. در گذشته در مرحله آنالیز سازه و تعیین نیروها و تنش ها و پاسخ سازه به تحریکهای موجود، سیستم های خاک و فونداسیون و سازه بصورت مجزا و تفکیک شده و با ساده سازی های فراوان، تحت بررسی و مطالعه و آنالیز قرار میگرفت. این مطالعات با در نظر گرفتن قرار گرفتن سازه بر روی یک پی صلب بر روی خاکی با مقاومت کافی برای مقاومت در برابر نشستها و نیروهای منتقله از فونداسیون سازه به آن، مدل شده و آنالیز میگردید. مطالعات میدانی و نتایج و مشاهدات بدست آمده از بازدید مناطق آسیب دیده و تخریب شده از زلزله های پیش آمده نشان داد که حتی در یک محل مشخص و در بین سازه های مشابه از نظر شکل و هندسه و مشخصات دینامیکی، خرابی های ناشی از زلزله میتواند بسیار متفاوت باشد و این امر تنها میتواند ناشی از تاثیر اندرکنش سازه – خاک و فونداسیون باشد. مطالعات بعدی نشان داد که این اندرکنش میتواند بشدت پاسخهای لرزه ای ایجاد شده در سیستم را تحت تاثیر قرار داده و حتی دستورالعمل ها و فرمولهای مورد استفاده را از اعتبار خارج کرده و یا دچار تغییرات فاحش نماید. تحقیقات بیشتر نشان داد که مسئله اندرکنش خاک و فونداسیون و سازه نیز خود، بشدت تحت تاثیر پارامترهای بسیار زیادی از قبیل عوامل محیطی، خواص مکانیکی مصالح و خاک و شکل فونداسیون و جنس و عمق خاک بستر و مشخصات لرزه ای پهنه بندی محل قرارگیری سازه و مشخصات ژئوتکنیکی و نظیر آن باشد. نمونه ای از این پارامترهای موثر در پاسخ دینامیکی سیستم اندرکنش، عمق مدفون شدگی فونداسیون سازه و نیز وزن فونداسیون میباشد. در این تحقیق تلاش میگردد که با بررسی این دو پارامتر و مدلسازی آن در نرم افزار قدرتمند Abaqus و با در نظر گرفتن تعداد کافی مدلهای مورد نیاز که در هر یک از آنها، یکی از پارامترهای تحت بررسی تغییر میکند، میزان تاثیر آنها بر پاسخ دینامیکی سازه، مورد مطالعه قرار گیرد.

دبی جریان در سرریزها به طور مستقیم با طول تاج سرریز متناسب است، در صورتی که عرض کانال یا مخزنی که سرریز بر روی آن اجرا می شود محدود باشد، یکی از راهکارهای افزایش ظرفیت، افزایش طول تاج سرریز با زیگزاگ کردن سرریز در پلان می باشد. در این تحقیق تعداد 196 آزمایش بر روی 9 مدل فیزیکی با تغییر پارامترهای هندسی از جمله زاویه دیواره سرریز (α)، ارتفاع سرریز (P)، شکل دماغه ها، فرم تاج سرریز و شیب دهانه های ورودی جهت بررسی عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کنگره ای انجام گردید. ضریب دبی سرریزهای کنگره ای با زاویه دیواره (o12=α) کمتر از زوایای دیگر (o20و o35=α) بدست آمده است. علت آن را می توان چنین بیان کرد که با افزایش زاویه دیواره سیکل ها، زاویه نزدیک شدن جریان با دیواره سیکل ها به حالت عمودی نزدیک تر شده و این سرریزها شبیه سرریزهای خطی عمل می کنند و در نتیجه ضریب دبی جریان بیشتر می شود. شیب دار کردن دهانه-های ورودی بدلیل کاهش افت جریان ورودی به سرریز و همچنین افزایش 10 درصدی ارتفاع سرریز و تغییر فرم تاج سرریز به فرم ربع دایره ای، ضریب دبی را افزایش داده ولی با نیم دایره ای کردن دماغه های بالادست تاثیر چندانی در ضریب دبی مشاهده نگردید. کارایی سیکل سرریزهای کنگره ای با افزایش زاویه دیواره ها کاهش می یابد بطوریکه در 2/0=H t/p کارایی سیکل سرریزهای کنگره ای با زوایای دیواره 35، 20 و 12 درجه به ترتیب برابر 1، 2 و 3 بدست آمده است.